DE3718521A1 - METHOD FOR RECORDING QUASI HALFTONE IMAGES AND DEVICE FOR CONVERTING IMAGE POINT TONE VALUE DATA - Google Patents

METHOD FOR RECORDING QUASI HALFTONE IMAGES AND DEVICE FOR CONVERTING IMAGE POINT TONE VALUE DATA

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DE3718521A1
DE3718521A1 DE19873718521 DE3718521A DE3718521A1 DE 3718521 A1 DE3718521 A1 DE 3718521A1 DE 19873718521 DE19873718521 DE 19873718521 DE 3718521 A DE3718521 A DE 3718521A DE 3718521 A1 DE3718521 A1 DE 3718521A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen von Quasihalbtonbildern, bei dem eine Vorlage auf einem Aufzeichnungsmedium durch einzelne Aufzeichnungselemente mit dem Farbwert "Voll" oder "Null" wiedergegeben wird, die Vorlage in mehrere aus einzelnen Abtastelementen bestehende Abtastfelder aufgeteilt wird und jedes Abtastfeld sukzessive in kleinste Teilfelder mit einer vorgegebenen Größe unterteilt wird.The invention relates to a method for recording of quasi-halftone images, in which a template on a Recording medium by individual recording elements reproduced with the color value "full" or "zero" will, the template in several out of individual Existing scanning fields is divided into scanning elements and each scanning field successively into the smallest subfields is divided with a predetermined size.

Mit einem derartigen Verfahren können Vorlagen auf einem Aufzeichnungsmedium, wie z. B. einem Blatt Papier, einer Druckplatte oder einem Bildschirm durch einzelne gleichgroße Aufzeichnungspunkte, die entweder ganzflächig eingefärbt oder ganzflächig nicht eingefärbt sind, wiedergegeben werden. Dabei wird zunächst die Bildinformation der Vorlage durch eine Sensor- bzw. Abtastvorrichtung, wie z. B. einem Scanner, aufgenommen. Der Scanner gibt für jeden Bildpunkt (Abtastpunkt) ein Signal aus, das dem Tonwert (bei farbigen Vorlagen der Farbtönung) des Abtastpunktes entspricht. Bei einer Schwarz-Weiß-Vorlage werden die Grautöne, die von Schwarz bis Weiß reichen, auf dem Aufzeichnungsmedium dadurch realisiert, daß die Häufigkeit der schwarz eingefärbten Aufzeichnungspunkte in Abhängigkeit von dem zu realisierenden Grauton variiert wird. Sämtliche Aufzeichnungspunkte eines schwarzen Bereichs der Vorlage sind in der Wiedergabe schwarz, während der Anteil von zwischen den schwarzen Aufzeichnungspunkten angeordneten weißen Aufzeichnungspunkten in Bereichen mit geringerer Schwärzung zunimmt, d. h., daß die Häufigkeit der schwarz eingefärbten Aufzeichnungspunkte geringer ist. In weißen Bereichen der Vorlage sind schließlich sämtliche Aufzeichnungspunkte weiß, d. h. nicht eingefärbt. Auf diese Weise läßt sich die Grauskala in zahlreichen diskreten Stufen, d. h. quasikontinuierlich, wiedergeben. Im Zusammenhang mit derartig wiedergegebenen Bildern spricht man daher auch von "Quasihalbtonbildern", mit denen die Tonwerte der Tonwertskala gemäß einer zuvor vorgenommenen Einteilung in Tonwertabstufungen wiedergegeben werden.With such a method, templates can be created a recording medium such as e.g. B. a sheet of paper, a printing plate or a screen by individual equally large recording points, either over the entire surface colored or not colored all over are reproduced. First, the Image information of the template by a sensor or  Scanning device, such as. B. a scanner. The scanner enters for each pixel (sampling point) Signal that corresponds to the tone value (for colored originals the Hue) of the sampling point. At a Black and white template will be the shades of gray by Black to white range on the recording medium realized that the frequency of black colored recording points depending on the gray tone to be realized is varied. All Recording points of a black area of the Original are black during playback Proportion of between the black recording points arranged white recording dots in areas increases with less darkness, d. that is, the Frequency of blackened recording points is less. In white areas of the template are finally knows all the recording points, i. H. not colored. In this way, the gray scale can be in numerous discrete levels, d. H. quasi-continuous, play. In the context of such reproduced images are therefore also spoken of "quasi halftone images" with which the tonal values of the Tone scale according to a previously made division are reproduced in tonal gradations.

Die Verarbeitung solcher Quasihalbtonbilder mit Hilfe der Digitaltechnik ist sehr einfach, da die Bildverarbeitung binär erfolgen kann ("1" bzw. "L" für einen einzufärbenden und "0" für einen nicht einzufärbenden Aufzeichnungspunkt). Das Quasihalbtonbild entspricht also einer binären Aufzeichnung der Bildinformation einer Vorlage, die deshalb auch einfach auf einem Speichermedium, wie z. B. einem Magnetband, einer Magnetplatte oder einer Diskette, aufgezeichnet, aber auch beispielsweise in einen Halbleiterspeicher eingeschrieben werden kann.The processing of such quasi halftone images with the help digital technology is very simple since the image processing can be binary ("1" or "L" for one to be colored and "0" for one not to be colored Recording point). The quasi halftone corresponds to a binary recording of the image information a template that is therefore simply on a storage medium such as B. a magnetic tape, one Magnetic disk or floppy disk, but recorded  also written, for example, in a semiconductor memory can be.

Im Rahmen der Erfindung ist mit dem Wort "Aufzeichnen" jede Möglichkeit der Aufzeichnung der Vorlage als Quasihalbtonbild gemeint. Hierunter fallen insbesondere die Wiedergabe der Vorlage auf einem Blatt Papier oder auf einem Bildschirm, die Erstellung einer für die Wiedergabe der Vorlage geeigneten Druckplatte und die Abspeicherung der Vorlage in einem Speicher.In the context of the invention, the word "record" any possibility of recording the template as Quasi halftone meant. This includes in particular the reproduction of the template on a sheet of paper or on one screen, creating one for that Play the template appropriate printing plate and the Storage of the template in a memory.

Ein Verfahren zum binären Aufzeichnen von Vorlagen ist aus US-PS 45 78 713 bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Vorlage zeilenweise abgetastet, der Tonwert jedes Abtastpunktes ermittelt und abgespeichert. Die Vorlage wird in mehrere Abtastfelder, die jeweils mehrere Abtastpunkte umfassen, unterteilt, d. h. die Tonwertdaten für die Abtastpunkte der Vorlage werden in Datenblöcke unterteilt. Für jeden Datenblock wird aus den zugehörigen Tonwertdaten durch Mittelung der mittlere Tonwert (durchschnittliche Tonwert des Datenblocks) berechnet. Daraufhin wird die Anzahl derjenigen Aufzeichnungspunkte bestimmt, die zur Wiedergabe des mittleren Tonwerts erforderlich ist. Die Verteilung der pro Abtastfeld einzufärbenden Aufzeichnungspunkte wird durch sukzessives Unterteilen des Abtastfeldes in kleinste Teilblöcke bestimmt. Für die in jedem Unterteilungsschritt entstehenden kleineren Datenblöcke wird aus den Tonwerten der zugehörigen Abtastpunkte der mittlere Tonwert und die Anzahl der zur Realisierung dieses mittleren Tonwerts einzufärbenden zugehörigen Aufzeichnungspunkte bestimmt. Neben der Ermittlung der Anzahl und der Verteilung der einzufärbenden Aufzeichnungspunkte muß in jeder Stufe auch eine Fehlerberechnung durchgeführt werden, die mit zunehmender Unterteilung immer aufwendiger wird, da die Anzahl der Teildatenblöcke von Unterteilungsschritt zu Unterteilungsschritt steigt, und zwar quadratisch. Aufgrund dieser immer umfangreicher werdenden Fehlerberechnungen werden die Vorteile der digitalen Bildverarbeitung eingebüßt.One method for binary recording of templates is known from US-PS 45 78 713. With this procedure one sample scanned line by line, the tonal value of each Sampling point determined and saved. The template is divided into several scanning fields, each several Sample points include, divided, i. H. the tone value data for the sample points of the template are in data blocks divided. For each data block, the associated tone value data by averaging the mean Tonal value (average tonal value of the data block) calculated. Thereupon the number of those Determines recording points that are used to play the medium tone is required. The distribution of the recording points to be colored per scanning field by gradually dividing the scanning field into smallest sub-blocks determined. For those in every subdivision step emerging smaller blocks of data from the tonal values of the associated sampling points of the mean tone value and the number of to realize of this mean tone value to be colored Record points determined. In addition to determining the Number and distribution of the recording points to be colored an error calculation must also be carried out in each stage  be carried out with increasing Subdivision is becoming more and more complex because of the number of Subdata blocks from subdivision to subdivision increases, namely square. Because of of these increasingly extensive error calculations the advantages of digital image processing are lost.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum binären Aufzeichnen von Vorlagen der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne Fehlerbetrachtung auskommt.The invention has for its object a method for binary recording of templates of the aforementioned Way of creating that without considering errors gets along.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß für jedes kleinste Teilfeld sowie für jedes der übergeordneten Teilfelder, zu denen das betreffende kleinste Teilfeld gehört, aus den Tonwerten der in dem betrachteten Teilfeld liegenden Abtastelemente der Mittelwert bestimmt bzw. abgeschätzt wird und daß jeweils mindestens eines der dem betrachteten Teilfeld zugeordneten Aufzeichnungselemente gedruckt wird, wenn der Mittelwert größer ist als ein vorgegebener Referenztonwert.To achieve this object, the invention provides that for every smallest subfield as well as for each of the higher-level subfields to which the relevant smallest subfield belongs from the tonal values of the scanning elements located in the subfield under consideration the mean is determined or estimated and that at least one of those considered Sub-field assigned recording elements printed if the mean is greater than a given one Reference tone value.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Verteilung der einzufärbenden bzw. der nicht einzufärbenden Aufzeichnungspunkte, mit denen ein Abtastfeld der Vorlage in der Wiedergabe dargestellt wird, bestimmt. Die Anzahl der pro Teilfeld bzw. pro Abtastfeld einzufärbenden Aufzeichnungspunkte ist davon abhängig, ob der mittlere Tonwert der in einem Abtastfeld bzw. Teilfeld liegenden Abtastpunkte größer als, kleiner als oder gleich einem vorgegebenen Referenztonwert ist. Soll die Vorlage gleichhell wiedergegeben werden, so ist der Referenztonwert halb so groß wie der größtmögliche Tonwert, bei Schwarz-Weiß-Vorlagen wäre der Referenztonwert also ein Tonwert, der genau auf der Hälfte zwischen den Tonwerten für Weiß und für Schwarz liegt. Soll die Vorlage dunkler (heller) wiedergegeben werden, so ist der Referenzwert kleiner (größer) als der Mittelwert der Tonwertskala durch Wiedergabe. Durch Anheben der größten in einer Vorlage vorkommenden Tonwerte und/oder durch Absenken der kleinsten in der Vorlage vorkommenden Tonwerte kann eine Verstärkung des Kontrastes der Vorlage in der Aufzeichnung erzielt werden.With the inventive method, the distribution the recording points to be colored or not to be colored, with which a scanning field of the template is shown in the playback. The Number of colors to be colored per subfield or per scanning field Recording points depend on whether the mean tone value in a scanning field or Subfield lying sampling points greater than, less than or is equal to a predetermined reference tone value. If the template is to be reproduced with the same brightness, then so  the reference tone is half the largest possible Tonal value, that would be the case with black and white originals Reference tone value is a tone value that is exactly on the Half between the tonal values for white and for black lies. Should the original be reproduced darker (lighter) the reference value is smaller (larger) than the mean of the tone scale by reproduction. By Raise the largest tonal values in a template and / or by lowering the smallest in the template Occurring tonal values can amplify the Contrast of the original achieved in the recording will.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst von den kleinsten Teilfeldern, in die ein Abtastfeld der Vorlage unterteilt ist, ausgegangen. Das heißt, daß zunächst die Tonwertdaten der kleinsten Datenblöcke betrachtet werden. Für jeden kleinsten Block wird aus den zugehörigen Tonwertdaten der mittlere Tonwert, also der Mittelwert bestimmt. Ist dieser Mittelwert größer als der Referenztonwert, wird mindestens einer der dem betrachteten kleinsten Teilfeld zugeordneten Aufzeichnungspunkte gedruckt, bzw. genauer gesagt, als zu druckender Aufzeichnungspunkt betrachtet. Daraufhin werden die nächstgrößeren Teilfelder, die sich jeweils aus einer bestimmten Anzahl von kleinsten Teilfeldern zusammensetzen, betrachtet. Aus den Tonwertdaten der diesen nächstgrößeren Teilfeldern entsprechenden Datenblöcken wird der mittlere Tonwert bestimmt. Ist der Mittelwert größer als der Referenztonwert, so wird einer der dem betrachteten nächstgrößeren Teilfeld zugeordneten Aufzeichnungspunkte gedruckt. Neben den in Abhängigkeit von dem mittleren Tonwert der Abtastelemente der kleinsten Teilfelder gedruckten Aufzeichnungspunkte wird also in bezug auf die nächstgrößeren Teilfelder ein weiterer Aufzeichnungspunkt gedruckt, wenn der mittlere Tonwert des nächstgrößeren Teilfeldes größer als der Referenztonwert ist. In der nächsten Phase des Verfahrens werden wiederum die nächstgrößeren Teilfelder in der zuvor beschriebenen Weise untersucht, bis schließlich in einer letzten Phase des Verfahrens das Abtastfeld selbst untersucht wird. Ist der Mittelwert sämtlicher in einem Abtastfeld liegenden Abtastelemente größer als der Referenztonwert, wird aus der Menge der dem Abtastfeld entsprechenden Aufzeichnungspunkte einer gedruckt.In the method according to the invention, first of all the smallest subfields in which a scanning field of the Submission is divided. That means that initially considered the tonal value data of the smallest data blocks will. For every smallest block, the corresponding one Tone value data the mean tone value, i.e. the Average determined. If this mean is greater than the reference tone value, at least one of the considered recording points assigned to the smallest subfield printed, or more precisely, as to printing record point considered. Thereupon are the next largest subfields, each from a certain number of smallest subfields put together, considered. From the tone value data of the corresponding to these next larger subfields The average tone value is determined for data blocks. Is the mean value is greater than the reference tone value, so one of the next larger subfields under consideration assigned recording points printed. In addition to the in Dependence on the mean tone value of the scanning elements of the smallest subfields of printed recording points  is going to be the next largest Subfields another record point printed when the mean tone value of the next largest Subfield is larger than the reference tone value. In the The next phase of the process will be the next larger subfields in the previously described Way examined until finally in a last Phase of the procedure examined the scanning field itself becomes. Is the average of all in a scan field lying scanning elements larger than the reference tone value, becomes from the set corresponding to the scan field Recording points one printed.

Damit sind einerseits pro Abtastfeld so viele Aufzeichnungspunkte gedruckt worden, daß der Tonwert jedes Abtastfeldes der Vorlage im Mittel exakt wiedergegeben wird. Andererseits sind die zu druckenden Aufzeichnungspunkte derart auf das Abtastfeld verteilt, daß die Vorlage mit geringstmöglichem Schärfeverlust oder anders ausgedrückt mit maximal genauer Detailwiedergabe aufgezeichnet ist. Für eine gute Reproduktion einer Vorlage ist nämlich neben der Tatsache, daß die Tonwerte der Vorlage nahezu exakt wiedergegeben werden, auch entscheidend, daß die Vorlage im Detail, d. h. mit maximaler Auflösung wiedergegeben wird. Die Einteilung der Vorlage in die Abtastfelder läßt nur eine relativ geringe Auflösung der Vorlage zu; die Aufteilung der Vorlage in die Abtastfelder hat allerdings auch nur die Aufgabe, die Mindestanforderungen hinsichtlich der mittleren Tonwerte sicher zu erfüllen, d. h. zumindest die Tonwerte bezogen auf die Abtastfelder der Vorlage nahezu exakt wiederzugeben. Das gewünschte Auflösungsvermögen und damit eine Wiedergabe der Vorlage mit der gewünschten Schärfe wird dadurch erreicht, daß ausgehend von den kleinsten Teilfeldern für jedes Teilfeld auf der Grundlage des mittleren Tonwerts des Teilfeldes aus der Menge der dem Teilfeld jeweils zugeordneten Aufzeichnungspunkte mindestens einer gedruckt wird. Weshalb die Detailwiedergabe einer Vorlage mit zunehmender Unterteilung der Abtastfelder in immer kleinere Teilfelder die Genauigkeit der Detailwiedergabe erhöht, soll nachfolgend anhand eines Beispiels erläutert werden.On the one hand, there are so many recording points per scanning field printed that the tonal value of each On average, the scanning field of the original is reproduced exactly becomes. On the other hand, the recording dots to be printed distributed over the scanning field in such a way that the original with the least possible loss of sharpness or in other words with the most accurate reproduction of details is recorded. For good reproduction a template is besides the fact that the tonal values of the original are almost exact reproduced, also crucial, that the template in detail, d. H. reproduced with maximum resolution becomes. The division of the template into the Scanning fields leave only a relatively low resolution the template to; the division of the template into the However, scanning fields only has the task of Minimum requirements regarding the mean tonal values sure to meet d. H. at least the tonal values related to the scanning fields of the original almost exactly play. The desired resolution and so that a reproduction of the template with the desired  Sharpness is achieved by starting from the smallest subfields for each subfield on the Basis of the mean tonal value of the subfield from the Amount of recording points assigned to the subfield at least one is printed. Why the detail reproduction of a template with increasing Subdivision of the scanning fields into smaller and smaller fields increases the accuracy of detail reproduction, is explained below using an example will.

Das menschliche Auge kann erfahrungsgemäß etwa bis zu 150 Tonwertstufen (also im Falle eines Schwarz-Weiß- Bildes ca. 150 Graustufen von schwarz bis weiß) visuell unterscheiden. Der Tonwert eines Abtastfeldes sollte also durch eine von 150 Tonwertstufen wiedergegeben werden können, wobei das Abtastfeld (d. h., die Bereiche der Vorlage, innerhalb derer das menschliche Auge Tonwerte unterscheiden kann) nicht zu groß gewählt werden darf. Da die Vorlage nur durch einzelne Aufzeichnungspunkte mit dem Farbwert "Voll" oder "Null" wiedergegeben wird, muß ein Abtastfeld durch mindestens 150 Aufzeichnungspunkte wiedergegeben werden. Je nach der Anzahl der für dieses Abtastfeld eingefärbten Aufzeichnungspunkte ergeben sich 150 Tonwertstufen.Experience has shown that the human eye can do up to 150 tone levels (i.e. in the case of a black and white 150 shades of gray from black to white) visually differentiate. The tonal value of a scanning field should reproduced by one of 150 tone levels with the scan field (i.e., the areas the template within which the human eye tonal values can not be selected too large may. Since the template only by individual recording points reproduced with the color value "full" or "zero" a scanning field must pass through at least 150 Recording points are reproduced. Depending on the Number of recording points colored for this scan field there are 150 tone levels.

Die zur Bildverarbeitung heute übliche Digitaltechnik legt deshalb für die Größe des Abtastfeldes nahe, daß dieses 256 Abtastpunkte umfaßt bzw. durch 256 Aufzeichnungspunkte wiedergegeben wird. Die Abtast- bzw. Aufzeichnungspunkte sind jeweils in einer (16 × 16)-Matrix angeordnet. Der mittlere Tonwert eines solchen Abtastfeldes kann quasi exakt aufgezeichnet werden, nämlich durch eine von 256 Tonwertstufen (d. h. mit einer Genauigkeit von 1/256). Legt man beispielsweise als Durchmesser eines Abtastpunktes etwa 20 µm zugrunde, so erhält man ein Abtastfeld der Größe 300 µm × 300 µm (16 × 20 µm = 320 µm ≈ 300 µm). Ein Zentimeter der Vorlage könnte also in etwa dreißig nebeneinander bzw. untereinander angeordneter Abtastfelder unterteilt werden. Mit der Einteilung der Vorlage in die Abtastfelder kann also nur ein Auflösungsvermögen der Vorlage von etwa 30 Linien/cm (30L/cm) erreicht werden. Dieses Auflösungsvermögen ist natürlich zu gering, um die Anforderungen hinsichtlich der Schärfe und der Detailwiedergabe der Vorlage zu erfüllen. Um ein größeres Auflösungsvermögen erzielen zu können, wird das Abtastfeld in mehrere kleinere Teilfelder unterteilt. Für die Teilfelder des Abtastfeldes nimmt das Auflösungsvermögen je nach Größe der Teilfelder, in die das Abtastfeld unterteilt ist, zu. Beispielsweise ermöglicht die Aufteilung des Abtastfeldes in vier Teilfelder das doppelte Auflösungsvermögen des Abtastfeldes, eine weitere Unterteilung der einzelnen Teilfelder in vier wiederum gleichgroße Teilfelder bereits das vierfache Auflösungsvermögen, usw. Im Grenzfall kann das Abtastfeld 256fach unterteilt, d. h. durch 256 Aufzeichnungspunkte wiedergegeben werden, wobei das höchstmögliche Auflösungsvermögen, im beispielhaften Fall 500L/cm, erreicht wird. In diesem Fall würde die Vorlage in 20 µm breiten Linien wiedergegeben werden. Ein 1 cm breiter Streifen der Vorlage würde also durch 500 Linien mit einer Breite von 20 µm auf dem Aufzeichnungsmedium wiedergegeben werden.The digital technology common today for image processing therefore suggests that for the size of the scanning field this comprises 256 sampling points or 256 recording points is played. The sampling or Recording points are each in one (16 × 16) matrix arranged. The mean tone value of a such a scanning field can be recorded almost exactly through one of 256 levels of tone (i.e.  with an accuracy of 1/256). For example, about 20 µm as the diameter of a scanning point based, you get a scanning field of size 300 µm × 300 µm (16 × 20 µm = 320 µm ≈ 300 µm). An inch the template could be roughly thirty next to each other or scanning fields arranged one below the other be divided. With the division of the template into the scanning fields can only have a resolution of approximately 30 lines / cm (30L / cm) will. This resolving power is of course too low to the requirements in terms of sharpness and the detailed reproduction of the template. Around to be able to achieve greater resolution, the scanning field is divided into several smaller fields divided. For the subfields of the scanning field takes the resolving power depending on the size of the subfields, in which the scan field is divided to. For example enables the scanning field to be divided into four Subfields twice the resolution of the scanning field, a further subdivision of the individual subfields in four subfields of the same size four times the resolving power, etc. In the borderline case the scanning field can be divided 256 times, i. H. by 256 recording points are reproduced, the highest possible resolution, in the exemplary Fall 500L / cm is reached. In this case, the Template can be reproduced in 20 µm wide lines. A 1 cm wide strip of the template would go through 500 lines with a width of 20 µm on the recording medium are reproduced.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren brauchen keine Fehlerbetrachtungen bzw. -berechnungen durchgeführt zu werden. Ausgehend von den einzelnen Abtastpunkten bzw. den einzelnen kleinsten Teilfeldern werden die pro Abtastfeld (auf das obige Beispiel bezogenen) 256 abtastseitigen Signale mit jeweils 256 Signalstufen, die erforderlich sind, um jedem abtastseitigen Signal (jedem Abtastpunkt) einen Tonwert zwischen 0 und 255 zuzuordnen, in 256 binäre Aufzeichnungssignale transformiert, die entweder "High" oder "Low" sind. Das bedeutet, daß zur Speicherung einer Vorlage als Quasihalbtonbild pro Abtastfeld statt der für die abtastseitigen Signale erforderlichen 256 Bytes (256 × 8 Bits) nur 256 Bits erforderlich sind. Der notwendige Speicherbedarf reduziert sich also um den Faktor 8. Die Feststellung, ob der mittlere Tonwert aus den zu einem Teilfeld gehörenden abtastseitigen Signale größer als der Referenztonwert, beispielsweise größer als der mittlere darstellbare Tonwert ist, kann anhand der in digitaler Form vorliegenden abtastseitigen Signale sehr schnell durchgeführt werden. Anhand des höchstwertigen Bits der Tonwertsumme aus den binärkodierten abtastseitigen Signalen eines Teilfeldes kann festgestellt werden, ob der mittlere Tonwert für das Teilfeld größer als der mittlere darstellbare Tonwert ist. Ist das höchstwertige Bit eine "1", bedeutet dies, daß der Mittelwert größer ist als die größte mit den Stellen der addierten Binärzahlen darstellbaren Zahl geteilt durch 2, d. h. größer als die mittlere darstellbare Zahl. Die Mittelwertbildung braucht also nicht vollständig durchgeführt zu werden; es genügt, wenn nur das höchstwertige Bit der Summe betrachtet und der Mittelwert anhand dieses Bits abgeschätzt wird. Unter "Mittelwertbestimmung" ist also auch eine "Mittelwertabschätzung" zu verstehen. In the method according to the invention, no need Error considerations or calculations carried out will. Based on the individual sampling points or  the individual smallest subfields are the pro Scanning field (based on the example above) 256 scanning-side signals with 256 signal levels each, which are required to receive each sample signal (each sampling point) a tone value between 0 and 255 assign, transformed into 256 binary recording signals, that are either "High" or "Low". The means that to save a template as a quasi-halftone image per scanning field instead of that for the scanning side Signals required 256 bytes (256 × 8 bits) only 256 bits are required. The necessary Storage requirements are reduced by the Factor 8. Determining whether the mean tone value is off the scanning-side signals belonging to a subfield larger than the reference tone value, for example larger than the mean tonal value that can be represented, can be based on the scanning-side available in digital form Signals are carried out very quickly. Based on the most significant bits of the tone value sum from the binary-coded scan-side signals of a subfield can determine whether the mean tone value for the Subfield larger than the average tonal value that can be represented is. If the most significant bit is a "1", it means that the mean is greater than the largest with the The number of binary numbers that can be represented divided by 2, d. H. larger than the middle representable Number. Averaging is therefore not necessary to be completed; it is enough if only considers the most significant bit of the sum and the Average value is estimated on the basis of this bit. Under "Averaging" is also an "averaging" to understand.  

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist seine Einfachheit, die dementsprechend einfache und schnell arbeitende Ausführungsformen gestattet. Seine Anwendung bietet sich daher zunächst an, wenn eine Bildvorlage "online" und schnell, also z. B. in einem Scanner mit etwa 1 MByte/s maximalem Datentransfer, oder mit sehr hohem, halbtongerechtem Auflösungsvermögen, also beispielsweise 500 L/cm, verarbeitet werden soll. Darüber hinaus bietet sie sich aber auch an, wenn mit den heute verfügbaren digitalen Übertragungskanälen, z. B. digitaler Kopierer oder Telefax, nicht nur Strich-, Graphik- und Textvorlagen, sondern auch Raster- und Halbtonbilder übertragen werden sollen. Schließlich ist die Anwendung auch für großflächige digitale Anzeigen, z. B. LCD-Displays, an die dieselben Anforderungen gestellt werden, zweckmäßig. Daneben kann das Verfahren auch dazu verwendet werden, Raster- und Strichvorlagen mit geringen Verzerrungen auf binäre Aufzeichnungsträger zu übertragen, insbesondere wenn zum Erfassen der Vorlage eine hochauflösende Abtastvorrichtung verwendet wird und die binären Aufzeichnungspunkte ausreichend klein sind.A major advantage of the method according to the invention is its simplicity, which is accordingly simple and allows fast working embodiments. Its application is therefore first of all if a picture template is "online" and fast, e.g. B. in a scanner with about 1 MByte / s maximum data transfer, or with a very high, half-tone resolution, for example, 500 L / cm shall be. It also offers itself but also when using the digital ones available today Transmission channels, e.g. B. digital copier or Fax, not just line, graphic and text templates, but also transfer raster and halftone images should be. After all, the application is also for large digital displays, e.g. B. LCD displays which have the same requirements, appropriate. The method can also be used for this grid and line templates with low distortion to be transferred to binary record carriers especially if a high-resolution image is used to capture the template Scanning device is used and the binary recording points are sufficiently small.

Vorteilhafterweise wird die Lage der in Abhängigkeit von den Beträgen der Mittelwerte zu druckenden Aufzeichnungselemente innerhalb der Teilfelder gleicher Ordnung in einer Zufallsauswahl bestimmt, wobei die Lage der in Abhängigkeit von den Beträgen der Mittelwerte zu druckenden Aufzeichnungselemente in den Teilfeldern verschiedener Ordnung derart bestimmt wird, daß jedes Aufzeichnungselement einmal gedruckt wird. Die Lage der zu den jeweiligen Teilfeldern gehörenden Aufzeichnungspunkte, die in Abhängigkeit von dem Betrag des mittleren Tonwertes jedes Teilfelds gedruckt werden, ist innerhalb gleichgroßer Teilfelder zufällig gewählt. Entscheidend ist, daß innerhalb höherrangiger Teilfelder, die sich jeweils aus niederrangigen kleineren Teilfeldern zusammensetzen, die Lage der potentiell zu druckenden Aufzeichnungspunkte so festgelegt ist, daß jeder Aufzeichnungspunkt höchstens einmal gedruckt wird. Die Lagemuster für die in den verschieden großen Teilfeldern potentiell zu druckenden Aufzeichnungspunkte würden als bei Überlagerung ein volleingefärbtes Feld ergeben. Durch diese Aufteilung der in Abhängigkeit von dem Betrag der mittleren Tonwerte der einzelnen Teilfelder gleicher und verschiedener Größe wird gewährleistet, daß jeder Tonwert der Vorlage nahezu exakt wiedergegeben wird.The location is advantageously dependent on from the amounts of the mean values of the recording elements to be printed same within the subfields Order determined in a random selection, the Location of depending on the amounts of the averages recording elements to be printed in the subfields different order is determined such that each recording element is printed once. The Location of the recording points belonging to the respective subfields, which depending on the amount the average tonal value of each subfield are printed,  is chosen at random within equally sized subfields. It is crucial that within higher-ranking subfields, each consisting of lower-ranking smaller ones Composing subfields, the location of the potentially too printing recording points is set so that each record point is printed at most once becomes. The location pattern for those in different sizes Subfields of record points potentially to be printed would be a full color when overlaid Field result. By dividing the depending on the amount of the mean tonal values of the individual subfields of the same and different Size ensures that each tone value of the original is reproduced almost exactly.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß zur Aufzeichnung der Vorlage mit einer Tonwertabstufung, die gröber als diejenige der Vorlage ist, die in Abhängigkeit von den mittleren Tonwerten der Abtastelemente zu druckenden Aufzeichnungselemente nur für solche Teilfelder gedruckt werden, deren Anzahl an Abtast- bzw. Aufzeichnungselementen größer oder gleich der zur Darstellung der Vorlage mit der gewünschten Tonwertabstufung erforderlichen Anzahl ist. Wenn die Tonwertabstufung in der Wiedergabe nicht so fein zu sein braucht, wie diejenige der Vorlage, dann brauchen die Teilfelder erst ab einer bestimmten Mindestgröße daraufhin untersucht zu werden, ob in Abhängigkeit von dem mittleren Tonwert des Teilfeldes ein Aufzeichnungspunkt zu drucken ist. Soll beispielsweise statt der 256 Stufen umfassenden Tonwertskala nur eine 16 Stufen umfassende Tonwertskala wiedergegeben werden, so werden zur Bestimmung der Anzahl und der Lage zu druckender Aufzeichnungspunkte nur Teilfelder (Datenblöcke) betrachtet, die mindestens so groß wie 16 Abtast- bzw. Aufzeichnungspunkte sind (die mindestens 16 Tonwertdaten umfassen). Hierdurch steigt die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Quasihalbtonbildes.An advantageous embodiment of the invention exists in that to record the template with a Tone gradation that is coarser than that of the original which is dependent on the mean tonal values of the scanning elements to be printed only be printed for such subfields, their number on scanning or recording elements larger or same as that for displaying the template with the desired one Tone gradation is the required number. If the tonal gradation in the playback is not so needs to be fine, like that of the template, then need the subfields only from a certain one Minimum size to be examined whether in Dependence on the average tonal value of the subfield a record point is to be printed. For example, should instead of the 256-step tone scale reproduced a 16-step tone scale are used to determine the number and the Location of recording points to be printed only partial fields  (Data blocks) that are at least as large as 16 Are sampling points (the minimum 16 tone value data). This increases the Processing speed of the quasi-halftone image.

Durch diese Maßnahme läßt sich das Verfahren besonders einfach durchführen. Im Hinblick auf die bei der Bildverarbeitung bevorzugt eingesetzte Digitaltechnik ist es besonders zweckmäßig, die Unterteilung des Abtastfeldes mittels digitalwertiger Schritte vorzunehmen, d. h. die Tonwertdaten für die Abtastpunkte des Abtastfeldes zunächst in zwei gleichgroße erste Blöcke, diese beiden ersten Blöcke dann in zwei gleichgroße zweite Blöcke (es liegen dann vier Datenblöcke gleicher Größe vor) usw. zu zerlegen. Die Unterteilung in jeweils gleichviele und gleichgroße Datenblöcke wirkt sich auch vorteilhaft auf die Datenverwaltung und die Zuordnung der Daten zu den einzelnen Datenblöcken aus.This measure makes the method particularly easy just do it. With regard to image processing digital technology is preferred it is particularly useful to divide the scanning field by means of digital-value steps, d. H. the tone value data for the scanning points of the scanning field first in two equally large first blocks, these the first two blocks then into two of the same size Blocks (there are then four data blocks of the same size before) etc. to disassemble. The division into each the same number of data blocks of the same size also have an effect beneficial to data management and mapping the data for the individual data blocks.

Vorteilhafterweise entspricht die Größe der kleinsten Teilfelder der Vorlage, d. h., die Anzahl der zu einem kleinsten Datenblock zusammengefaßten Tonwerte dem Verhältnis aus Aufzeichnungs- zu Abtastfeinheit bzw. -auflösung. Die kleinsten Teilfelder haben die Größe zweier Aufzeichnungspunkte, wenn die Aufzeichnungsfeinheit größer als oder genauso groß wie die Abtastfeinheit ist bzw. gewählt wird. Ein Verhältnis von "1" besagt, daß einem Abtastpunkt der Vorlage auch ein Aufzeichnungpunkt in der Wiedergabe entspricht. Davon zu unterscheiden ist das Vergrößerungsverhältnis zwischen Vorlage und Wiedergabe, das hier nicht betrachtet wird. Ein Verhältnis von "2" würde also bedeuten, daß ein Abtastpunkt durch vier Aufzeichnungspunkte dargestellt wird. Für diejenigen Teilfelder, die kleiner oder genauso groß wie ein Abtastpunkt sind, wird der Tonwert des Abtastpunktes, in dem das Teilfeld liegt, als Mittelwert genommen. Hier entfällt also eine gesonderte Mittelwertberechnung. Bei einem Verhältnis von "2" wären also die Mittelwerte von zwei benachbarten kleinsten Teilfeldern gleich dem Tonwert des Abtastpunktes, in dem die beiden kleinsten Teilfelder liegen.The size advantageously corresponds to the smallest Subfields of the template, d. that is, the number of one smallest data block summarized tonal values the Ratio of recording to sampling fineness or -resolution. The smallest subfields have the size two recording points when the recording fineness greater than or equal to the scanning fineness is or is selected. A ratio of "1" states that a sample point of the original is also a Record point in the playback corresponds. From that a distinction is made between the enlargement ratio between submission and reproduction, which is not considered here becomes. So a ratio of "2" would mean that a sampling point by four recording points  is pictured. For those subfields that are smaller or the same size as a sampling point, becomes the tonal value of the sampling point in which the subfield is taken as the mean. So here one is omitted separate mean calculation. With a relationship "2" would be the mean of two neighboring ones smallest subfields equal to the tonal value of the Sampling point, in which the two smallest subfields lie.

Es kann durchaus vorteilhaft sein, feiner aufzuzeichnen als abzutasten. Die geringe Abtastfeinheit hat den Vorteil, daß bei noch ausreichender Schärfe weniger Tonwertdaten anfallen. Die höhere Aufzeichnungsfeinheit hat den Vorteil, daß das aufgezeichnete Bild eine geringe Körnigkeit aufweist, wodurch es ruhiger wirkt und besser betrachtet werden kann. Insgesamt werden weniger Addierschritte je Matrix benötigt, da die mittleren Tonwerte für diejenigen Teilfelder, die kleiner als oder genauso groß wie ein Abtastpunkt sind, keine Mittelwertbildung (also Summenbildung) erforderlich ist. Bei einer feineren Aufzeichnung als Abtastung kann bereits anhand des höchstwertigen Bits des digitalisierten Tonwerts jedes Abtastpunktes, der durch zwei Aufzeichnungspunkte wiedergegeben wird und gleich der Größe der kleinsten Teilfelder ist, bestimmt werden, ob einer der beiden Aufzeichnungspunkte zu drucken ist. In diesem Fall würden also ca. 50% weniger Addierschritte je Abtastfeld erforderlich sein. Bei einer zweifach feineren Aufzeichnung als Abtastung könnten sogar 75% der Addierschritte je Abtastfeld eingespart werden, da anhand der höchstwertigen Bits des digitalisierten Tonwerts eines Abtastpunktes festgestellt werden kann, ob ein Aufzeichnungspunkt in einem kleinsten Teilfeld zu drucken ist, während anhand des zweithöchstwertigen Bits des digitalisierten Tonwertes festgestellt werden kann, ob ein Aufzeichnungspunkt in einem nächstgrößeren Teilfeld zu drucken ist.It can be beneficial to record more precisely than to feel. The small scanning fineness has that Advantage that with sufficient sharpness less Tone value data accrued. The higher recording fineness has the advantage that the recorded image has a has little grain, which makes it appear calmer and can be viewed better. Overall fewer addition steps per matrix are required since the mean tonal values for those subfields that are smaller than or the same size as a sampling point, no averaging (i.e. sum formation) required is. If the recording is finer than Sampling can already be based on the most significant bit the digitized tone value of each sampling point, the is represented by two recording points and is equal to the size of the smallest subfields whether one of the two recording points is too print is. In this case it would be about 50% less Adding steps per scanning field may be required. At recording twice as fine as sampling could even be 75% of the adding steps per scan field can be saved because of the most significant bits of the digitized tone value of a sampling point can be whether a recording point in  the smallest subfield is to be printed while using of the second most significant bit of the digitized tone value can be determined whether a recording point is to be printed in a next larger subfield.

Vorteilhafterweise sind die Abtast- und die Aufzeichnungspunkte jeweils in einer orthogonalen Matrix angeordnet. Das Abtastfeld kann bei einer derartigen Anordnung der Abtastpunkte sehr einfach in einzelne Teilfelder unterteilt werden, wobei die einzelnen Abtastpunkte sehr einfach den einzelnen Teilfeldern zugeordnet werden können. Damit ist auch eine einfache Zuordnung der einzelnen Tonwertdaten zu den verschiedenen und unterschiedlich großen Datenblöcken gegeben, wodurch sich die Datenverwaltung vereinfacht.The sampling and recording points are advantageous each in an orthogonal matrix arranged. With such a Arrangement of the sampling points very simple in individual Subfields are divided, with the individual sampling points very easily assigned to the individual subfields can be. This is also an easy one Assignment of the individual tone value data to the different and different sized data blocks given, which simplifies data management.

Vorzugsweise sind die Abtast- und die Aufzeichnungspunkte jeweils hexagonal angeordnet. Bei diesem Ordnungsschema der Abtast- bzw. Aufzeichnungspunkte weist ein Abtast- bzw. Aufzeichnungspunkt sechs sogenannte nächste Nachbarpunkte auf, d. h. die Abtast- oder Aufzeichnungspunkte einer Reihe sind jeweils "auf Lücke" zwischen den Abtast- bzw. Aufzeichnungspunkten der benachbarten Reihen angeordnet. Die Zeilen bzw. Spalten einer solchen Matrix sind demzufolge abwechselnd gegeneinander verschoben. Durch ein derartiges Ordnungsschema kann einerseits die Vorlage wesentlich exakter abgetastet und andererseits das Bild wesentlich exakter aufgezeichnet werden, da die Größe der Zwischenräume zwischen den einzelnen Abtast- bzw. Aufzeichnungspunkten infolge der "hohen Packungsdichte" der Abtast- und Aufzeichnungspunkte, die jeweils eine Kreisfläche aufweisen, minimiert ist. Dieses hexagonale Ordnungsschema ist insbesondere bei kleinen Abtast- und Aufzeichnungspunkten vorteilhaft.Preferably, the sample and record points are each arranged hexagonally. With this Ordering scheme of the sampling or recording points has a sampling point six so-called closest neighboring points on, d. H. the sampling or recording points of a series are each "on Gap "between the sampling or recording points of the neighboring rows. The lines or Columns of such a matrix are therefore alternating shifted against each other. By such a thing Ordering scheme can on the one hand be the template scanned much more precisely and on the other hand the image are recorded much more precisely because of the size the gaps between the individual sampling or Recording points due to the "high packing density" of the sampling and recording points, each one Show circular area is minimized. This hexagonal  Ordering scheme is especially with small scanning and Record points advantageous.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur zum Aufzeichnen von einfarbigen, sondern auch zum Aufzeichnen von mehrfarbigen Quasihalbtonbildern, die sich aus mehreren additiven oder subtraktiven Grundfarben zusammensetzen, verwendet werden. Hierbei wird das oben beschriebene Verfahren für jede der Grundfarben durchgeführt und die dabei entstehenden Einfarben-Quasihalbtonbilder anschließend überlagert. Für jede additive bzw. subtraktive Grundfarbe wird jedem Abtastpunkt beim Abtasten ein bestimmter Tonwert der Grundfarbe zugeordnet. Bei der anschließenden Unterteilung eines Abtastfeldes wird jeweils der mittlere Tonwert der betreffenden Grundfarbe des entstandenen Teilfeldes in der oben beschriebenen Art und Weise ermittelt bzw. berechnet. Die einzelnen Aufzeichnungspunkte können entweder voll mit der entsprechenden additiven bzw. subtraktiven Grundfarbe eingefärbt oder gar nicht eingefärbt sein. Bei der Mehrfarben-Bildaufzeichnung mit Hilfe dieses Verfahrens können auch die bekannten Techniken zur Vermeidung von Moir´-Erscheinungen angewendet werden.The method according to the invention cannot only be used for recording of single color, but also for recording of multi-colored quasi-halftones that are made up of put together several additive or subtractive primary colors, be used. This will be the above described procedures performed for each of the primary colors and the resulting single-color quasi-halftone images then overlaid. For every additive or subtractive basic color is at each sampling point Sampling a certain tone value assigned to the basic color. Subsequent subdivision of a scanning field is the mean tonal value of the respective Basic color of the created subfield in the above described way determined or calculated. The individual recording points can either be full with the corresponding additive or subtractive Base color can be colored or not colored at all. With multi-color image recording with the help of this Procedures can also avoid the known techniques of Moir appearances.

Das Verfahren kann auch zum Aufzeichnen von dreidimensionalen Vorlagen eingesetzt werden. Dabei wird eine Vorlage auf einem Aufzeichnungsmedium durch einzelne Aufzeichnungsvolumenelemente mit dem Farbwert "Voll" oder "Null" dreidimensional wiedergegeben, die Vorlage in mehrere aus einzelnen Abtastvolumenelementen bestehende Abtastvolumina unterteilt und jedes Abtastvolumen sukzessive in kleinste Teilvolumina mit einem vorgegebenen Volumen unterteilt. The method can also be used to record three-dimensional Templates are used. Doing so an original on a recording medium individual recording volume elements with the color value "Full" or "zero" three-dimensionally represented that Template in several from individual sample volume elements existing sample volumes divided and each sample volume successively into the smallest partial volumes with one predetermined volume divided.  

Bei der Aufzeichnung von dreidimensionalen Vorlagen als Quasihalbtonbilder ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß für jedes kleinste Teilvolumen sowie für jedes der übergeordneten Teilvolumina, zu denen das betreffende kleinste Teilvolumen gehört, aus den Tonwerten der in dem betrachteten Teilvolumen liegenden Abtastvolumenelemente der Mittelwert bestimmt bzw. abgeschätzt wird und daß jeweils mindestens eines der Aufzeichnungsvolumenelemente, die dem gerade betrachteten Teilvolumen zugeordnet sind, mit dem Farbwert "Voll" wiedergegeben wird, wenn der Mittelwert größer ist als ein vorgegebener Referenzwert.When recording three-dimensional originals as Quasi halftone images are provided according to the invention in that for every smallest partial volume as well as for each of the parent sub-volumes to which the relevant heard the smallest partial volume from the tonal values of the in the sample volume elements lying under consideration the mean is determined or estimated and that at least one of the recording volume elements, the partial volume just considered are assigned, reproduced with the color value "full" if the mean is greater than a given one Reference value.

Die oben beschriebenen Weiterbildungen bzw. Varianten des Verfahrens zum Aufzeichnen von zweidimensionalen Vorlagen gelten analog auch für den Fall des Aufzeichnens von holographischen Bildern. Die in dem Zusammenhang mit den Weiterbildungen gemachten Überlegungen müssen lediglich auf den dreidimensionalen Raum übertragen werden.The further developments or variants described above of the method for recording two-dimensional Templates also apply analogously to the case of recording of holographic images. The related considerations made with the further training just have to on the three-dimensional Space to be transferred.

Zum Aufzeichnen von holographischen Bildern können die Abtast- und Aufzeichnungsvolumenelemente jeweils entweder in eine orthogonale dreidimensionale Matrix oder in einer dreidimensionalen Matrix mit hexagonal dichtester Kugelpackung angeordnet sein. Während die erste Möglichkeit eine einfach nachvollziehbare Unterteilung der dreidimensionalen Vorlage in die ersten, zweiten, dritten, usw. Volumen gestattet, bietet die zweite Möglichkeit den Vorteil, daß die dreidimensionale Vorlage durch die Anordnung der Abtast- bzw. Aufzeichnungsvolumenelemente mit weniger Informationsverlust aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden können; denn bei der hexagonal dichtesten Kugelpackung ist die Größe der Zwischenräume zwischen den einzelnen Volumenelementen minimal.To record holographic images, the Scanning and recording volume elements each either into an orthogonal three-dimensional matrix or in a three-dimensional matrix with hexagonal densest ball packing can be arranged. While the The first option is an easily understandable subdivision the three-dimensional template in the first, second, third, etc. volume allowed, offers the second possibility the advantage that the three-dimensional Submission by the arrangement of the scanning or recording volume elements with less loss of information can be recorded or played back; because with the hexagonally closest spherical packing it is  Size of the spaces between the individual volume elements minimal.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur Umwandlung von Bildpunkt-Tonwerten, mit einer Verarbeitungseinheit, die die Tonwerte einer in mehrere Abtastfelder unterteilten Vorlage in Aufzeichnungsbildpunktdaten umrechnet, die entweder dem Farbwert "Voll" oder "Null" entsprechen.The invention also relates to a device for converting pixel tonal values, with a processing unit, which tone values one into several Sample fields divided into recording pixel data converted to either the color value Correspond to "full" or "zero".

Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch
ein Eingangsumschaltnetzwerk, das die Bildpunkt- Tonwertdaten erhält und sie einer Unterteilung der Abtastfelder der Vorlage in Teilfelder entsprechend zu Bildpunkt-Tonwertdatenblöcke zusammenfaßt,
einen mit dem Eingangsumschaltnetzwerk verbundenen Arithmetik-Prozessor, der aus den Bildpunkt- Tonwertdaten jedes Blocks die mittleren Tonwerte ermittelt bzw. abschätzt und für jeden Block ein Ausgangssignal ausgibt, wenn der mittlere Tonwert des Blocks größer ist als ein vorgegebener Referenzwert, und
ein mit dem Ausgang des Arithmetik-Prozessors verbundenes Ausgangsumschaltnetzwerk, das in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Arithmetik-Prozessors die Aufzeichnungsbildpunktdaten bzw. die Verteilungen der dem Farbwert "Voll" und dem Farbwert "Null" entsprechenden Aufzeichnungsbildpunktdaten erstellt.
According to the invention, this device is characterized by
an input switching network which receives the pixel tone value data and combines them into a subdivision of the scanning fields of the template into partial fields according to pixel tone value data blocks,
an arithmetic processor connected to the input switching network, which determines or estimates the average tonal values from the pixel tonal value data of each block and outputs an output signal for each block if the mean tonal value of the block is greater than a predetermined reference value, and
an output switching network connected to the output of the arithmetic processor, which, depending on the output signals of the arithmetic processor, creates the recording pixel data or the distributions of the recording pixel data corresponding to the color value "full" and the color value "zero".

An den Eingangsleitungen des Eingangsumschaltnetzwerks stehen jeweils sämtliche Bildpunkt-Tonwertdaten für ein Abtastfeld an. Die Reihenfolge, in der die Bildpunkt- Tonwertdaten an den Eingangsleitungen anliegen, wird in dem Eingangsumschaltnetzwerk vertauscht, so daß die Tonwertdaten zu kleinsten Datenblöcken zusammengefaßt, die kleinsten Datenblöcke zu den übergeordneten Datenblöcken zusammengefaßt usw. an den Ausgangsleitungen des Eingangsumschaltnetzwerks anliegen. In dem Eingangsumschaltnetzwerk erfolgt also eine Umgruppierung der Tonwertdaten in die einzelnen Datenblöcke. Diese Umgruppierung entspricht der Aufteilung des Abtastfeldes in die kleinsten Teilfelder und in übergeordnete Teilfelder verschiedener Größe. Die Ausgänge des Eingangsumschaltnetzwerks sind mit den Eingängen eines Arithmetik-Prozessors verbunden, der aus den einzelnen Tonwertdaten die mittleren Tonwerte für die betreffenden Datenblöcke ermittelt bzw. abschätzt. Der Arithmetik-Prozessor gibt für jeden Datenblock ein binäres Ausgangssignal aus, das beispielsweise "High" ist, wenn der mittlere Tonwert eines Datenblocks größer als ein vorgegebener Referenzwert ist, und "Low" ist, wenn der mittlere Tonwert eines Datenblocks kleiner oder gleich dem vorgegebenen Referenzwert ist. Der Arithmetik-Prozessor empfängt also den Tonwert jedes Abtastpunktes eines Abtastfeldes in Form eines binärkodierten Signals und gibt für jeden Datenblock, d. h. für jeden kleinsten Datenblock, für jeden sich aus den kleinsten Datenblöcken zusammensetzenden nächstgrößeren Datenblock usw. ein binäres Ausgangssignal aus. Die Ausgangssignale des Arithmetik-Prozessors werden als Eingangssignale in das Eingangsumschaltnetzwerk gegeben. Das Ausgangsumschaltnetzwerk bestimmt anhand seiner Eingangssignale, welcher Aufzeichnungspunkt pro Teilfeld gedruckt wird, wenn das Ausgangssignal des Arithmetik-Prozessors für den dem Teilfeld entsprechenden Datenblock "High" ist. Das Ausgangsumschaltnetzwerk gibt für jeden Aufzeichnungspunkt des Abtastfeldes ein binäres Signal aus, das entweder "High" (beispielsweise für einen zu druckenden Punkt) oder "Low" (für einen nicht zu druckenden Punkt) ist. Die erfindungsgemäße Bildpunkt-Tonwertdaten- Verarbeitungsvorrichtung transformiert als die binärkodierten Tonwerte der einzelnen Abtastpunkte eines Abtastfeldes in binäre Signale, die entweder den Zustand "High" oder "Low" annehmen können und angeben, ob ein Aufzeichnungspunkt einzufärben ist oder nicht. Die gesamte Verarbeitung erfolgt digital und kann parallel und damit sehr schnell ausgeführt werden.On the input lines of the input switching network all pixel dot data stand for Scanning field. The order in which the pixel Tone value data on the input lines is in  swapped the input switching network so that the Tone value data combined into smallest data blocks, the smallest data blocks to the superordinate data blocks summarized etc. on the output lines of the input switching network. By doing Input switching network is therefore regrouped the tone value data in the individual data blocks. This regrouping corresponds to the division of the scanning field in the smallest subfields and in higher-level subfields of different sizes. The exits of the input switching network are with the inputs of an arithmetic processor connected from the mean tone values for the individual tone value data the data blocks concerned are determined or estimated. The arithmetic processor inputs for each data block binary output signal that, for example, "high" is when the average tone value of a data block is larger as a predetermined reference value, and is "low", if the average tone value of a data block is smaller or is equal to the specified reference value. The Arithmetic processor thus receives the tonal value of each Sampling point of a scanning field in the form of a binary coded Signals and returns for each data block, i.e. H. for every smallest data block, for everybody from the smallest data blocks composing next larger Data block, etc. a binary output signal. The Output signals from the arithmetic processor are called Input signals in the input switching network given. The output switching network determines based on of its input signals, which recording point per Subfield is printed when the output signal of the Arithmetic processor for the one corresponding to the subfield Data block is "high". The output switching network gives for each recording point of the  Scan field a binary signal that either "High" (for example for a dot to be printed) or "Low" (for a point not to be printed). The pixel tone value data according to the invention Processing device transforms as the binary coded Tonal values of the individual sampling points Scanning field into binary signals, either the Can assume state "high" or "low" and indicate whether or not to color a recording point. All processing is digital and can can be executed in parallel and therefore very quickly.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Arithmetik-Prozessor ein mehrstufiges Netzwerk aus zusammengeschalteten Addierern mit Übertragausgang aufweist, wobei in der untersten Stufe soviele Addierer wie kleinste Datenblöcke vorgesehen sind und jeder Addierer der untersten Stufe die Tonwertdaten der zu einem kleinsten Datenblock gehörenden Bildpunkt addiert. Die Ausgänge der Addierer einer Stufe sind mit den Eingängen der Addierer der nächsthöheren Stufe verbunden, während die Übertragausgänge der Addierer jeder Stufe die Ausgänge des Arithmetik-Prozessors sind. Hierbei ist der Arithmetik-Prozessor als ein mehrstufiges Netzwerk aus Addierern mit Übertragausgang realisiert. Die Übertragausgänge der Addierer einer Stufe stellen die Ausgänge des Arithmetik-Prozessors der entsprechenden Datenblöcke dar. So sind die Übertragausgänge der Addierer der untersten Stufe, die jeweils die Tonwertdaten der kleinsten Datenblöcke addieren, die Ausgänge für die kleinsten Datenblöcke. Der gesamte Arithmetik-Prozessor ist sehr übersichtlich aufgebaut und besteht aus handelsüblichen Elementen, weshalb er sehr kostengünstig hergestellt werden kann.In an advantageous development of the invention the arithmetic processor has a multi-level network from interconnected adders with carry output has, being in the lowest level as many adders as the smallest data blocks and each lowest level adder is the Tone value data of the smallest data block belonging pixel added. The outputs of the adders one level with the inputs of the adders connected to the next higher level while the carry outputs the adder of each stage outputs the Arithmetic processor are. Here is the Arithmetic processor as a multi-level network Adders with carry output implemented. The carry outputs the adder of a stage represent the outputs of the arithmetic processor of the corresponding data blocks So are the carry outputs of the adders the lowest level, each of which is the tone value data of the add the smallest data blocks, the outputs for the smallest data blocks. The entire arithmetic processor is very clear and consists of  commercially available elements, which is why it is very inexpensive can be manufactured.

Vorteilhafterweise werden das Eingangs- und das Ausgangsumschaltwerk von einer programmierbaren Steuereinheit gesteuert. Dabei ist das Eingangsumschaltnetzwerk derart gesteuert, daß die Bildpunkt- Tonwertdaten von den Eingängen des Eingangsumschaltnetzwerks entsprechend der Unterteilung in Datenblöcke auf die Ausgänge des Eingangsumschaltnetzwerks geschaltet sind. Zusätzlich steuert die Steuereinheit auch die Umschaltung der Eingangssignale in das Ausgangsumschaltnetzwerk auf dessen Ausgangsleitungen.Advantageously, the input and the Output switch from a programmable Control unit controlled. Here is the input switching network controlled such that the pixel Tone value data from the inputs of the input switching network according to the division into data blocks to the outputs of the input switching network are switched. In addition, the control unit controls also switching the input signals to the Output switching network on its output lines.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Art der Zusammenfassung der Bildpunkt-Tonwertdaten zu Datenblöcken und die Art der Verteilung der Aufzeichnungsbildpunkte in einem mit der Steuereinheit verbundenen Speicher gespeichert, wobei in dem Speicher mehrere verschiedene Zusammenfassungs- und Verteilungsmuster gespeichert sind. In dem Speicher ist also jeweils mindestens ein Ansteuerungsmuster für das Eingangs- und für das Ausgangsumschaltnetzwerk gespeichert. Sind mehrere solcher Ansteuerungsmuster für beide Netzwerke gespeichert, kann einerseits die Aufteilung der Tonwertdaten eines Abtastfeldes in Datenblöcke und andererseits die Verteilung der pro Datenblock zu druckenden Aufzeichnungspunkte von Abtastfeld zu Abtastfeld variiert werden.In a preferred embodiment of the invention the type of aggregation of the pixel tone data to data blocks and the type of distribution of the recording pixels in one with the control unit connected memory, being stored in the memory several different summarization and distribution patterns are saved. So is in the memory at least one control pattern for each Input and for the output switching network saved. Are several such control patterns stored for both networks, the Division of the tone value data of a scanning field into Data blocks and on the other hand the distribution of the pro Block of data to be printed from Scanning field to scanning field can be varied.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß an den Eingängen des Eingangsumschaltnetzwerks jeweils die Bildpunkt-Tonwertdaten eines Abtastfeldes, das in einer Matrix mit 2 n Zeilen und 2 n Spalten angeordnete Bildpunkte umfaßt, anliegen, wobei n eine natürliche Zahl ist und die Tonwerte der Bildpunkte als binäre Zahl mit 2n Stellen vorliegen, und daß die Addierer des Arithmetik-Prozessors Digitaladdierer zum Addieren von 2 n -stelligen binären Zahlen sind. Wenn eine digitalwertige Anzahl von Abtastpunkten zu jeweils einem Abtastfeld zusammengefaßt wird, d. h., daß eine digitalwertige Anzahl von Bildpunkt- Tonwertdaten zu einem (Haupt-)Datenblock zusammengefaßt und dem Eingangsumschaltnetzwerk zugeführt wird, so ergibt sich in dem Arithmetik-Prozessor eine besonders einfache Abschätzung des Betrages des Mittelwerts der zu den jeweiligen kleineren Datenblöcken gehörenden Tonwertdaten. Der Mittelwert kann nämlich anhand der höchstwertigen Bits am Ausgang der Digitaladdierer, d. h. anhand der Übertragbits der Digitaladdierer abgeschätzt werden. Eine echte Mittelwertberechnung ist dabei nicht erforderlich. Dadurch wird Rechenzeit eingespart.In an advantageous development of the invention it is provided that the pixel tone value data of a scanning field, which comprises pixels arranged in a matrix with 2 n rows and 2 n columns, are present at the inputs of the input switching network, where n is a natural number and the tone values the pixels are present as a binary number with 2 n digits, and that the adders of the arithmetic processor are digital adders for adding 2 n -digit binary numbers. If a digital value number of sampling points is combined to form a sampling field, that is to say that a digital value number of pixel tone value data is combined to form a (main) data block and fed to the input switching network, the arithmetic processor provides a particularly simple estimate of the Amount of the mean value of the tone value data belonging to the respective smaller data blocks. This is because the mean value can be estimated on the basis of the most significant bits at the output of the digital adders, ie on the basis of the carry bits of the digital adders. A real mean calculation is not necessary. This saves computing time.

Die Anzahl der Übertragausgänge jedes Addierers entspricht dabei der Anzahl der Bildpunkt-Tonwertdaten pro kleinstem Datenblock bzw. der Anzahl der zu einem übergeordneten Datenblock gehörenden untergeordneten Datenblöcke.The number of carry outputs of each adder corresponds the number of pixel dot data per smallest data block or the number of one subordinate data block belonging subordinate Data blocks.

Vorteilhafterweise ist der Arithmetik-Prozessor derart ansteuerbar, daß, wenn die Aufzeichnungsfeinheit größer als die Abtastfeinheit ist, die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors für die Bildpunkt-Tonwertdaten mit den Eingängen der Addierer höherer Stufen verbindbar sind, wobei zusätzlich die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors für die höchstwertigen Bits der Bildpunkt-Tonwertdaten mit den Ausgängen des Arithmetik-Prozessors verbindbar sind. Ist die Aufzeichnungsfeinheit größer als die Abtastfeinheit, kann die Mittelwertberechnung für die kleinsten bzw. kleineren Datenblöcke durch die Untersuchung der höchstwertigen Bits der Bildpunkt-Tonwertdaten der kleinsten bzw. kleineren Datenblöcke ersetzt werden. Die höchstwertigen Bits werden dann direkt an die Ausgänge des Arithmetik-Prozessors für die betreffenden Datenblöcke belegt.The arithmetic processor is advantageously such controllable that if the recording fineness is greater than the scanning fineness, the input lines of the Arithmetic processor for the pixel tone data connectable to the inputs of the adders of higher levels are, the input lines of the Arithmetic processor for the most significant bits of the Pixel tone data with the outputs of the  Arithmetic processor are connectable. Is the fineness of recording greater than the scanning fineness the mean value calculation for the smallest or smaller blocks of data by examining the most significant bits of the pixel tone data of the smallest or smaller data blocks are replaced. The most significant bits are then sent directly to the outputs of the arithmetic processor for those concerned Data blocks occupied.

Bei einer -mal größeren Aufzeichnungsfeinheit als Abtastfeinheit sind die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors für die Bildpunkt-Tonwertdaten mit den Eingängen der Addierer der zweiten Stufe und zusätzlich die Eingangsleitung des Arithmetik- Prozessors für das jeweils höchstwertige Bit der Bildpunkt-Tonwertdaten mit den Ausgängen des Arithmetik-Prozessors verbunden. Bei einer 2mal größeren Aufzeichnungsfeinheit als Abtastfeinheit sind die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors für die Bildpunkt-Tonwertdaten mit den Eingängen der Addierer der dritten Stufe und die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors für die jeweils höchstwertigen Bits mit den Ausgängen des Arithmetik-Prozessors für die kleinsten Datenblöcke und die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors für die jeweils zweithöchstwertigen Bits mit den Ausgängen des Arithmetik- Prozessors für die den kleinsten Datenblöcken übergeordneten Datenblöcke verbunden.When the recording fineness is greater than Sampling fineness are the input lines of the Arithmetic processor for the pixel tone data with the inputs of the second stage adders and additionally the input line of the arithmetic Processor for the most significant bit of the Pixel tone data with the outputs of the Arithmetic processor connected. At a 2 times recording fineness greater than scanning fineness the input lines of the arithmetic processor for the Pixel tone value data with the inputs of the adders the third stage and the input lines of the Arithmetic processor for the most significant Bits with the outputs of the arithmetic processor for the smallest data blocks and the input lines of the Arithmetic processor for the second most significant Bits with the outputs of the arithmetic Processor for the parent of the smallest data blocks Data blocks connected.

Die kleinsten Datenblöcke, in die die Eingangssignale des Eingangsumschaltnetzwerks zusammengefaßt werden, umfassen jeweils zwei Tonwertdaten, wenn die Aufzeichnungsfeinheit größer als oder genauso groß wie die Abtastfeinheit ist. Das Eingangsumschaltnetzwerk ist dabei derart angesteuert, daß jeder Eingang des Eingangsumschaltnetzwerks für ein Tonwertdatensignal mit einer dem Verhältnis aus Aufzeichnungs- zu Abtastfeinheit entsprechenden Anzahl von Ausgängen des Eingangsumschaltnetzwerks verbunden ist. Bei Variation des Verhältnisses aus Aufzeichnungs- zu Abtastfeinheit braucht also nicht, wie bei der obigen Variante, der Arithmetik-Prozessor umgeschaltet zu werden; die Umschaltungen erfolgen vielmehr schon in dem Eingangsumschaltnetzwerk, und zwar derart, daß an die Eingänge des Arithmetik-Prozessors die pro Datenblock zu verarbeitenden Tonwertdatensignale richtig gruppiert anliegen.The smallest data blocks in which the input signals of the input switching network are summarized, each contain two tone data if the Fineness of recording greater than or equal to  is the scanning fineness. The input switching network is controlled so that each input of the Input switching network for a tone value data signal with a the ratio of recording to Fineness corresponding number of outputs of the Input switching network is connected. With variation the ratio of recording to sampling fineness so does not need, as in the above variant, the Arithmetic processor to be switched; the Rather, switching takes place in the input switching network, in such a way that at the entrances of the arithmetic processor to be processed per data block Tone data signals grouped correctly issue.

Bei einem Verhältnis von ist ein Eingang des Eingangsumschaltnetzwerks, an dem ein Tonwertdatensignal anliegt, mit zwei Ausgängen des Eingangsumschaltnetzwerks verbunden. Diese beiden Ausgangssignale stellen die Tonwertdaten für einen kleinsten Datenblock dar. Bei einem Verhältnis von "2" ist ein Eingang des Eingangsumschaltnetzwerks, an dem ein Tonwertdatensignal anliegt, mit vier Ausgängen des Eingangsumschaltnetzwerks verbunden. Diese vier Ausgangssignale entsprechen zwei kleinsten Datenblöcken mit jeweils zwei Tonwertdaten. Durch entsprechende Ansteuerungen des Eingangsumschaltnetzwerks können die binärkodierten Tonwertdaten der Abtastpunkte der Vorlage bei jedem Verhältnis aus Aufzeichnungs- zu Abtastfeinheit in die dazugehörigen binären Signale, die nur den Zustand "High" oder "Low" annehmen können, transformiert werden. With a ratio of is an input of the Input switching network on which a tone data signal is present, with two outputs of the input switching network connected. These two output signals set the tone value data for a smallest Data block. With a ratio of "2" is a Input of the input switching network at which a Tone data signal is present, with four outputs of the Input switching network connected. These four Output signals correspond to two smallest data blocks with two tone value data each. By appropriate Controls of the input switching network can binary coded tone data of the sampling points of the Submission at any ratio from record to Scanning fineness in the associated binary signals, which can only assume the "high" or "low" state, be transformed.  

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigenThe following are with reference to the figures Embodiments of the invention explained in more detail. in the individual show

Fig. 1a bis 1i ein Beispiel für die Aufteilung eines Abtastfeldes in einzelne Teilfelder, d. h. die Unterteilung des die Tonwerte der einzelnen Abtastpunkte eines Abtastfeldes enthaltenden (Haupt-)Datenblocks in die einzelnen Teildatenblöcke, Fig. 1a to 1i an example of the division of a scanning field into individual partial fields, that the subdivision of the tone values of the individual scanning points of a scanning field containing the (main) data block in the individual sub-blocks of data,

Fig. 2a bis 2i diejenigen Aufzeichnungspunkte, die in Abhängigkeit von dem Betrag des Mittelwerts der Tonwerte der einzelnen Teilfelder gedruckt werden, FIGS. 2a to 2i those recording dots to be printed in response to the magnitude of the mean value of the tone values of the individual subfields,

Fig. 3a bis 3f ein Beispiel für die Aufzeichnung einer zweidimensionalen Vorlage, wenn die Abtastfeinheit gleich der Aufzeichnungsfeinheit ist, Fig. 3a to 3f is an example for recording a two-dimensional template if the scan definition is equal to the recording fineness,

Fig. 4a bis 4f Beispiele für die Aufzeichnung einer zweidimensionalen Vorlage, wenn die Aufzeichnungsfeinheit -mal bzw. 2mal größer als die Abtastfeinheit ist, FIGS. 4a to 4f Examples for recording a two-dimensional template, if the recording definition is times or 2 times larger than the scan definition,

Fig. 5 das Blockschaltbild der Vorrichtung zur Umwandlung von Bildpunkt-Tonwerten in binäre Datensignale, Fig. 5 is a block diagram of the apparatus for converting pixel tone values in binary data signals,

Fig. 6 den Aufbau des Arithmetik-Prozessors der Fig. 5, Fig. 6 shows the structure of the arithmetic processor of FIG. 5,

Fig. 7a bis 7e ein Beispiel für die Aufteilung und die Verteilung der zu druckenden Aufzeichnungspunkte bei einem 4 × 4 Abtastpunkte umfassenden Abtastfeld, Fig. 7a to 7e is an example of the allocation and distribution of the comprehensive to be printed recording dots in a 4 × 4 sampling points scan field,

Fig. 8 ein Beispiel zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung und des in Fig. 6 dargestellten Arithmetik- Prozessors und FIG. 8 shows an example to explain the operation of the device shown in FIG. 5 and the arithmetic processor shown in FIG. 6 and

Fig. 9 die im Fall des Beispiels nach Fig. 7 und 8 an den Addierern sowie den Ein- und den Ausgängen des Arithmetik-Prozessors anliegenden digitalen Signale. Fig. 9, the fitting in the case of the example of Fig. 7 and 8, the adders and the inputs and the outputs of the arithmetic processor digital signals.

In den Fig. 1a bis 1i sind die einzelnen Unterteilungsschritte zum Aufzeichnen einer zweidimensionalen Vorlage für den Fall dargestellt, daß die Abtastauflösung gleich der Aufzeichnungsauflösung ist. Das bedeutet, daß ein Abtastpunkt der Vorlage durch einen Aufzeichnungspunkt auf dem Aufzeichnungsmedium wiedergegeben wird. Der Übersichtlichkeit wegen sind die Abtast- und Aufzeichnungspunkte jeweils durch quadratische mit Abstand zueinander angeordnete Felder dargestellt. Tatsächlich haben die Abtast- und die Aufzeichnungspunkte eine Kreisfläche. Weiterhin sei der Einfachheit halber angenommen, daß es sich bei der aufzuzeichnenden Vorlage um ein Schwarz-Weiß-Bild handelt. In diesem Fall entspricht der Tonwert eines Abtastpunktes einem bestimmten Grauton (Graustufe) zwischen den "Grauwerten" Schwarz und Weiß.In Figs. 1a to 1i each subdividing steps for recording a two-dimensional template are shown for the case that the sampling resolution is equal to the recording resolution. This means that a scanning point of the original is reproduced by a recording point on the recording medium. For the sake of clarity, the sampling and recording points are each represented by square fields spaced apart from one another. In fact, the sampling and recording points have a circular area. Furthermore, for the sake of simplicity, assume that the original to be recorded is a black and white image. In this case, the tonal value of a sampling point corresponds to a certain shade of gray (gray level) between the "gray values" black and white.

Die aufzuzeichnende Vorlage wird in einer Abtastvorrichtung, wie z. B. einem Scanner, einer elektronischen Kamera, bei denen die abtastseitigen Bildsignale (die Signale für die einzelnen Abtastpunkte) einen guten Signal/Rausch-Abstand aufweisen (z. B. 100 : 1 in Spannungsamplituden) zeilenweise abgetastet. Das von der Abtastvorrichtung für jeden Abtastpunkt erzeugte Signal repräsentiert den (analogen) Tonwert des betreffenden Abtastpunktes. Diese Signale werden in einem Analog/Digital-Wandler digitalisiert und anschließend abgespeichert, so daß sie während des gesamten Verfahrens jederzeit verfügbar sind. Die weiteren Berechnungen erfolgen in einem Rechner. Die Vorlage wird auf dem Aufzeichnungsmedium einer Aufzeichnungsvorrichtung, beispielsweise auf einem Blatt Papier, einer Druckplatte oder einem Bildschirm, durch einzelne Punkte (Aufzeichnungspunkte) wiedergegeben bzw. dargestellt. Die Aufzeichnungsvorrichtung erhält die zum Aufzeichnen erforderlichen Signale von dem Rechner.The original to be recorded is in a scanner, such as B. a scanner, an electronic Camera in which the scanning-side image signals (the signals for the individual sampling points) one have a good signal-to-noise ratio (e.g. 100: 1 in Voltage amplitudes) sampled line by line. That from of the scanner for each sample point Signal represents the (analog) tonal value of the concerned Sampling point. These signals are in one Digitized analog / digital converter and then stored so that they can be used throughout the procedure are always available. The others Calculations are done in a computer. The template will on the recording medium of a recording device, for example on a sheet of paper, a printing plate or a screen, by individual Points (recording points) reproduced or shown. The recording device receives the Record required signals from the computer.

Die Vorlage wird zunächst gemäß Fig. 1 in Abtastfelder 12 unterteilt, die jeweils aus mehreren matrixförmig angeordneten Abtastpunkten 14 bestehen. In Fig. 1a sind die Koordinatenachsen X und Y, anhand derer die Position eines Abtastpunktes 14 in der Matrix angegeben wird, eingezeichnet. Das gleiche Koordinatensystem gilt auch für die Matrix der Aufzeichnungspunkte 16 (Fig. 2). Bei der Wiedergabe der Vorlage auf dem Aufzeichnungsmedium, also bei der Kopie der Vorlage, ist darauf zu achten, daß der mittlere Tonwert eines Abtastfeldes (d. h. der Mittelwert der Tonwerte sämtlicher Abtastpunkte 14 eines Abtastfeldes 12) so genau wie möglich durch die Aufzeichnungspunkte wiedergegeben wird. Wie bereits einleitend erwähnt, sind von dem menschlichen Auge ca. 150 Tonwertstufen (Graustufen) visuell unterscheidbar, so daß zu ihrer Darstellung jedes Abtastfeld 12 der Vorlage durch mindestens 150 gleichgroße Aufzeichnungspunkte auf dem Aufzeichnungsmedium darzustellen ist. Ein einzelner Aufzeichnungspunkt kann nur den Farbwert "Voll", also schwarz, oder den Farbwert "Null", also weiß, annehmen. Durch Variation der Anzahl der eingefärbten Aufzeichnungspunkte innerhalb eines mindestens 150 Aufzeichnungspunkte umfassenden Bereiches können die verschiedenen Grauwertstufen zwischen weiß und schwarz realisiert werden.The template is first shown in FIG. 1 in divided scanning areas 12 each consist of several sampling points arrayed fourteenth The coordinate axes X and Y , by means of which the position of a scanning point 14 in the matrix is indicated, are shown in FIG. 1a. The same coordinate system also applies to the matrix of the recording points 16 ( FIG. 2). When reproducing the original on the recording medium, that is to say when copying the original, care must be taken that the average tone value of a scanning field (ie the average value of the tonal values of all sampling points 14 of a scanning field 12 ) is reproduced as precisely as possible by the recording points. As already mentioned in the introduction, approximately 150 tonal value levels (grayscale levels) can be visually distinguished from the human eye, so that each scanning field 12 of the original must be represented by at least 150 equally large recording points on the recording medium in order to represent them. A single recording point can only assume the color value "full", that is black, or the color value "zero", that is white. The different grayscale levels between white and black can be realized by varying the number of colored recording points within an area comprising at least 150 recording points.

Die bei der Bildverarbeitung heute übliche Digitaltechnik legt es nahe, die Grauskala in 256 Stufen zu unterteilen. Die 256 Graustufen können auf dem Aufzeichnungsmedium durch 256 Aufzeichnungspunkte 16, die in einer 16 Zeilen und 16 Spalten aufweisenden Matrix angeordnet sind, dargestellt werden. Das heißt, daß ein Abtastfeld 12 der Vorlage auf dem Aufzeichnungsmedium durch 256 in einer Matrix angeordnete Aufzeichnungspunkte wiedergegeben wird. Der mittlere Tonwert eines Abtastfeldes 12 kann also mit einer Genauigkeit von 1/256 = 1/2-8 praktisch exakt wiedergegeben werden.The digital technology commonly used in image processing today suggests dividing the gray scale into 256 levels. The 256 gray levels can be represented on the recording medium by 256 recording dots 16 arranged in a matrix having 16 rows and 16 columns. That is, a scanning field 12 of the original on the recording medium is represented by 256 recording dots arranged in a matrix. The mean tone value of a scanning field 12 can therefore be reproduced practically exactly with an accuracy of 1/256 = 1/2 -8 .

Zur Ermittlung des mittleren Tonwertes eines Abtastfeldes 12 wird das von der Abtastvorrichtung für jeden Abtastpunkt gelieferte analoge Signal, das den (analogen) Tonwert des betreffenden Abtastpunktes repräsentiert, in einen 8-Bit-Analog/Digital-Wandler mit 256 Signalstufen digitalisiert. Mit dem 8-Bit- Binärcode läßt sich - im Falle einer Schwarz-Weiß- Vorlage - die (kontinuierliche) Grauskala der Vorlage in 256 Graustufen unterteilen. Die Unterteilung der Grauskala ist so fein, daß das menschliche Auge bei Betrachtung eines Abtastfeldes den Unterschied zwischen zwei Grauwerten nicht bzw. kaum unterscheiden kann. Die kontinuierliche Grauskala der Vorlage kann in der Aufzeichnung quasi-kontinuierlich wiedergegeben werden.To determine the average tone value of a scanning field 12 , the analog signal, which is provided by the scanning device for each sampling point and represents the (analog) tone value of the relevant sampling point, is digitized in an 8-bit analog / digital converter with 256 signal stages. With the 8-bit binary code, the (continuous) gray scale of the original can be subdivided into 256 gray levels in the case of a black and white original. The division of the gray scale is so fine that the human eye cannot or hardly distinguish the difference between two gray values when looking at a scanning field. The continuous gray scale of the original can be reproduced quasi-continuously in the recording.

Das Verfahren dient nun dazu, 256 abtastseitige Signale mit jeweils 256 Signalstufen in 256 binäre Aufzeichnungssignale zu transformieren, und zwar mit ausreichender Qualität im Hinblick auf Tonwert- und Detail-Wiedergabe.The method now serves 256 signals on the scanning side each with 256 signal levels in 256 binary recording signals to transform, with sufficient Quality in terms of tonal and Detail rendering.

Im Falle des hellsten Tonwerts (Stufe 0) wird man zweckmäßig keinen einzigen Aufzeichnungspunkt bedrucken, im Falle des dunkelsten Tonwerts (255) dementsprechend die oben erhaltenen 255 Punkte allesamt. Was mit dem 256. Punkt (in Fig. 2a mit der Bezugsziffer 18 versehen) geschieht, ist unbedeutend, weil das Auge bei normalem Sehabstand in dunklen Tonwertbereichen sehr kleine Tonwertunterschiede nicht erkennen kann. Deshalb kann der 256. Punkt sowohl ebenso wie der 255., als mit ihm gemeinsam sozusagen als "Doppelpunkt", behandelt werden oder gar nicht benutzt, d. h. nie bedruckt werden.In the case of the brightest tonal value (level 0) it is advisable not to print a single recording point, in the case of the darkest tonal value (255) the 255 points obtained above are all accordingly. What happens with the 256th dot (provided with the reference number 18 in FIG. 2a) is insignificant because the eye cannot see very small tonal value differences in normal tonal distance in dark tonal ranges. Therefore, the 256th point can be treated as well as the 255th, as a "colon" with it, or not used at all, ie never printed.

Offensichtlich kann jedem einzelnen Abtastpunkt 14 nur ein binärer Aufzeichnungspunkt 16 zugeordnet werden, so daß dessen Tonwert normalerweise zu hoch, nämlich bedruckt, oder zu niedrig, nämlich unbedruckt, aufgezeichnet, wird. Sieht man jedoch von einer punktweisen Bildmodulation ab und betrachtet statt dessen Flächen, die aus mehreren Bildpunkten bestehen, so erhält man mit wachsender Fläche immer feinere Tonwertabstufungen. Erst für die gesamte, aus 256 Bildpunkten bestehende Aufzeichnungsfläche erhält man die gewünschte feine Tonwertabstufung (256 + 1 Stufen). Dies ist deshalb ausreichend, weil bei 20-µm-Punkten die gesamte (aus 256 Bildpunkten bestehende) Aufzeichnungsfläche immer noch so klein (Seitenlänge ca. 16 × 20 µm = 320 µm = 0,32 mm) ist, daß sie visuell bei normalem Sehabstand (30 cm) gerade erkennbar ist. Als Vergleich kann ein guter TV-Monitor dienen, dessen Bildpunkte bei HDTV- Technologie ebenfalls bis zu 8 Bit Tonwertabstufung aufweisen, und zwar bei einem Leuchtpunktabstand von etwa 0,30 mm. Während die Aufzeichnungspunkte im Druckbild jedoch nahtlos aneinanderstoßen, sind die Leuchtpunkte des Monitors voneinander getrennt, was aber bereits nicht mehr erkennbar ist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die begrenzte Leistungsfähigkeit des Auges mehrmals sinnvoll dazu genutzt wird, eine relativ einfache technische Lösung zu ermöglichen.Obviously, only one binary recording point 16 can be assigned to each individual sampling point 14 , so that its tonal value is normally recorded too high, namely printed, or too low, namely unprinted. However, if one disregards point-by-point image modulation and instead looks at areas that consist of several pixels, the finer tonal gradations are obtained with increasing area. The desired fine tonal gradation (256 + 1 steps) is only obtained for the entire recording area consisting of 256 pixels. This is sufficient because at 20 µm dots, the total recording area (consisting of 256 pixels) is still so small (side length approx. 16 × 20 µm = 320 µm = 0.32 mm) that it is visual at normal viewing distance (30 cm) is just recognizable. A good TV monitor can serve as a comparison, the pixels of which with HDTV technology also have a tone value gradation of up to 8 bits, with a luminous dot spacing of approximately 0.30 mm. However, while the recording dots in the printed image abut each other seamlessly, the luminous dots of the monitor are separated from each other, which is no longer recognizable. The method is characterized by the fact that the limited performance of the eye is used several times to enable a relatively simple technical solution.

Während Fig. 1 ein Beispiel für eine mögliche Unterteilung des Abtastfeldes 12 in ineinandergeschachtelte Teilfelder zeigt, ist in Fig. 2 dargestellt, welche der zu einem Teilfeld gehörenden Aufzeichnungspunkte 16 gedruckt werden, wenn der mittlere Tonwert der in diesem Teilfeld liegenden Abtastpunkte 14 einen vorgegebenen Referenzwert übersteigt. Die zu druckenden Aufzeichnungspunkte sind jeweils durch ein "×" dargestellt. Zu der in Fig. 1 gezeigten Unterteilung gelangt man, wenn man das in Fig. 1a dargestellte Abtastfeld 12 zunächst in zwei gleichgroße Hälften Fh₁ und Fh₂ (Fig. 1h), die beiden Hälften wiederum jeweils in zwei gleichgroße Hälften Fg 1,1, Fg 2,1 und Fg 1,2, Fg 2,2 (Fig. 1g) usw. unterteilt. Es erfolgt also eine sukzessive Unterteilung des Abtastfeldes 12 in zwei Hälften, vier Vierteln, acht Achteln, usw. bis schließlich nach sieben Unterteilungen 128 kleinste Teilfelder Fb ÿ , mit i = 1, 2, . . ., 8 und j = 1, 2, . . ., 16, vorliegen, die aus zwei Abtast- bzw. Aufzeichnungspunkten bestehen und jeweils 1/128 der gesamten Fläche des Abtastfeldes ausmachen. Das Abtastfeld 12 ist dann in mehrere verschieden große und ineinandergeschachtelte Teilfelder unterteilt. Das heißt., daß die Tonwertdaten der Abtastpunkte 14 des Abtastfeldes 12 auf mehrere verschieden große und ebenfalls ineinandergeschachtelte Datenblöcke aufgeteilt sind. Die in Fig. 2 angegebene Verteilung der in Abhängigkeit von dem mittleren Tonwert jedes Teilfeldes zu druckenden Aufzeichnungspunkte 16 stellt nur ein Beispiel dar. Es gibt unzählige Möglichkeiten für die Lage der pro Teilfeld potentiell zu druckenden Aufzeichnungspunkte. Dabei ist jedoch darauf zu achten, daß ein in einem größeren Teilfeld potentiell zu druckender Aufzeichnungspunkt nicht mit einem innerhalb eines kleineren Teilfeldes potentiell zu druckenden Aufzeichnungspunkt zusammenfällt. Das heißt, daß bei Überlagerung der in Fig. 2 angegebenen Muster zu druckender Aufzeichnungspunkte sämtliche Aufzeichnungspunkte 16 bis auf einen eingefärbt wären. Anhand des in Fig. 3 angegebenen Beispiels soll nachfolgend erläutert werden, wann und an welcher Stelle ein Aufzeichnungspunkt 16 in Abhängigkeit von den Tonwerten der Abtastpunkte 14 gedruckt wird.While FIG. 1 shows an example of a possible subdivision of the scanning field 12 into nested subfields, FIG. 2 shows which of the recording points 16 belonging to a subfield are printed when the mean tone value of the scanning points 14 in this subfield is a predetermined reference value exceeds. The recording dots to be printed are each represented by an "×". To get to the subdivision shown in Fig. 1, the scanning field 12 shown in Fig. 1a is first divided into two equal halves Fh ₁ and Fh ₂ ( Fig. 1h), the two halves each in turn into two equal halves Fg 1,1 , Fg 2.1 and Fg 1.2 , Fg 2.2 ( Fig. 1g) and so on. So there is a successive subdivision of the scanning field 12 into two halves, four quarters, eight eighths, etc. until finally after seven subdivisions 128 smallest subfields Fb ÿ , with i = 1, 2 ,. . ., 8 and j = 1, 2 ,. . ., 16, which consist of two scanning or recording points and each make up 1/128 of the total area of the scanning field. The scanning field 12 is then divided into several subfields of different sizes and nested within one another. This means that the tonal value data of the sampling points 14 of the scanning field 12 are divided into several data blocks of different sizes and also nested within one another. The distribution of the recording points 16 to be printed as a function of the average tonal value of each subfield, as shown in FIG. 2, is only one example. There are innumerable possibilities for the location of the recording points potentially to be printed per subfield. Care must be taken, however, that a recording dot potentially to be printed in a larger subfield does not coincide with a recording dot potentially to be printed within a smaller subfield. That is, if the recording dots to be printed shown in Fig. 2 were superimposed, all but one of the recording dots 16 would be colored. The example given in FIG. 3 will be used to explain when and at what point a recording dot 16 is printed as a function of the tonal values of the sampling points 14 .

Für das Beispiel sei angenommen, daß die Vorlage gleichhell wiedergegeben werden soll. Das bedeutet, daß ein Abtastfeld, das einen mittleren Grauwert von beispielsweise 150 aufweist, auch mit einem Grauwert von 150 auf dem Aufzeichnungsmedium wiedergegeben wird. Hierfür müßten also insgesamt 150 der dem Abtastfeld 12 entsprechenden Aufzeichnungspunkte 16 schwarz sein. Sollen die Vorlage und die Wiedergabe gleichhell sein, so ist der Referenzwert, über dem der Mittelwert der Tonwerte der Abtastpunkte 14 eines Teilfeldes liegen muß, damit ein zu dem Teilfeld gehörender Aufzeichnungspunkt 16 gedruckt wird, gleich dem mittleren mit den 255 Aufzeichnungspunkten pro Abtastfeld darstellbaren Tonwert, d. h. 127,5 (beachte, daß für die 256 Grautöne von 0 bis 255 nur 255 der 256 Aufzeichnungspunkte benötigt werden, so daß ein Aufzeichnungspunkt pro Abtastfeld nicht benötigt wird und stets weiß sein kann). Zweckmäßigerweise entspricht der Referenzwert dem Grauton 128, was später noch erläutert werden wird.For the example it is assumed that the template should be reproduced with the same brightness. This means that a scanning field which has an average gray value of 150, for example, is also reproduced with a gray value of 150 on the recording medium. For this purpose, a total of 150 of the recording points 16 corresponding to the scanning field 12 would have to be black. If the original and the reproduction are to be of equal brightness, the reference value above which the mean value of the tonal values of the scanning points 14 of a subfield must lie in order for a recording point 16 belonging to the subfield to be printed is equal to the mean tonal value which can be represented with the 255 recording points per scanning field , ie 127.5 (note that for the 256 shades of gray from 0 to 255, only 255 of the 256 recording points are required, so that one recording point per scanning field is not required and can always be white). The reference value expediently corresponds to the gray tone 128, which will be explained later.

In Fig. 3a sind für die 16 Abtastpunkte oben links im Abtastfeld 12 die Grauwerte angegeben. Das Verfahren soll hier nur ausführlich anhand dieser 16 Abtastpunkte beschrieben werden; für die übrigen Abtastpunkte 14 des Abtastfeldes 12 läuft es analog ab. Bei der Beurteilung, welche der dem Abtastfeld 12 entsprechenden Aufzeichnungspunkte 16 gedruckt werden, wird von den einzelnen Abtastpunkten bzw. von deren Grauwerten ausgegangen. Zunächst werden die Tonwerte von jeweils zwei benachbarten, zu einem kleinsten Teilfeld Fb i,j zusammengefaßten Abtastpunkte betrachtet, so wie es in Fig. 3b dargestellt ist. Für jedes der kleinsten Teilfelder wird zunächst der sich aus den Tonwerten der beiden Abtastpunkte des kleinsten Teilfeldes ergebende mittlere Tonwert (Mittelwert der Tonwerte) berechnet. Liegt dieser Mittelwert über dem Grauwert 128, wird gemäß dem in Fig. 2b angegebenen Muster einer der beiden zu dem betreffenden kleinsten Teilfeld gehörenden Aufzeichnungspunkte 16 gedruckt. Die Grauwerte der einzelnen Abtastpunkte liegen als 8stelliger Binärcode vor. Um zu entscheiden, ob ein Aufzeichnungspunkt zu drucken ist, wird von den Binärcoden der entsprechenden Tonwerte ausgegangen. Für das kleinste Teilfeld Fb 1,1 der Fig. 3b ergibt sich folgende Rechnung:In Fig. 3a, the gray values are shown for the 16 sampling points in the top left in the scan 12th The method is only to be described in detail here on the basis of these 16 sampling points; for the remaining sampling points 14 of the scanning field 12 , the procedure is analogous. When assessing which of the recording points 16 corresponding to the scanning field 12 are printed, the individual scanning points or their gray values are assumed. First, the tonal values of two adjacent sampling points combined to form a smallest subfield Fb i, j are considered, as is shown in FIG. 3b. For each of the smallest subfields, the mean tone value (mean value of the tonal values) resulting from the tonal values of the two sampling points of the smallest subfield is first calculated. If this mean is above the gray value 128, one of the two recording points 16 belonging to the smallest subfield in question is printed in accordance with the pattern shown in FIG. 2b. The gray values of the individual sampling points are available as an 8-digit binary code. In order to decide whether a recording point is to be printed, the binary codes of the corresponding tonal values are used. The following calculation results for the smallest subfield Fb 1.1 of FIG. 3b:

In der digitalen Schaltungstechnik wird der Mittelwert von zwei Zahlen zweckmäßig durch einen Additions- und einen Shift-Schritt gebildet. Für den obigen Fall ergibt sich demnach für den MittelwertIn digital circuit technology, the mean is of two numbers expediently by an addition and formed a shift step. For the case above therefore results for the mean

L000 L00L,0L000 L00L, 0

Zugleich ist einsichtig, daß das Übertrag-Bit eines 8-Bit-Addierers den Wert "L" annimmt, wenn die Summe der beiden Zahlen 255 übersteigt, ihr Mittelwert also größer oder gleich 128 ist. Folglich genügt die Ausführung einer Addition, um anhand des Übertrag-Bits anzeigen zu können, ob der Mittelwert zweier Zahlen den vorgegebenen Grenzwert erreicht oder übersteigt. Die Anwendung dieser Erkenntnis bietet sich zunächst für die kleinsten Teilfelder der Fig. 1b bzw. 3b an, denn die kleinsten Teilfelder dienen zur Darstellung des höchstwertigen Bits des Mittelwerts der beiden Tonwerte. At the same time, it is clear that the carry bit of an 8-bit adder assumes the value "L" if the sum of the two numbers exceeds 255, ie their mean value is greater than or equal to 128. It is therefore sufficient to carry out an addition in order to be able to use the carry bit to indicate whether the mean value of two numbers reaches or exceeds the predetermined limit value. The application of this knowledge is initially suitable for the smallest subfields of FIGS . 1b and 3b, because the smallest subfields serve to represent the most significant bit of the mean of the two tone values.

Für die anderen kleinsten Teilfelder der Fig. 3b ergibt sich analog:For the other smallest subfields of FIG. 3b, the following results analogously:

Aufzeichnungspunkte werden demnach nur in den Teilfeldern Fb 1,1 und Fb 2,1 gedruckt, da in beiden Fällen bei der Summierung der beiden jeweiligen Tonwerte ein Übertrag-Bit entsteht, das den Wert "L" hat. Gemäß dem in Fig. 2b angegebenen Aufzeichnungspunktschema werden die Aufzeichnungspunkte mit den X-, Y-Koordinaten 2,1 oder 3,1 gedruckt bzw. angesprochen.Recording points are therefore only printed in the subfields Fb 1.1 and Fb 2.1 , since in both cases, when the two respective tone values are summed, a carry bit arises which has the value "L". According to the recording point scheme shown in FIG. 2b, the recording points with the X , Y coordinates 2, 1 or 3, 1 are printed or addressed.

Zur Feststellung, welche Aufzeichnungspunkte in den 128 kleinsten Teilfeldern gemäß Fig. 1b bzw. Fig. 3b zu drucken sind, werden somit lediglich 128 Addierschritte benötigt. Ein einzelner 8-Bit-Addierer in Low-Power- Schottky-Technologie beansprucht für einen Addierzyklus beispielsweise 25 Nanosekunden (ns), (SN 74 S 283 von Texas Instruments), was einer Ausführungsfrequenz von 40 MHz entspricht. Um die Druckpunkte für die 1/128 der Teilfelder möglichst schnell zu berechnen, kann man zunächst mehrere einzelne 8-Bit-Addierer parallel schalten und erhält beispielsweise für 8 parallelgeschaltete Addierer 16 Addierzyklen, somit also 400 ns bzw. 2,5 MHz für den oben angeführten Typ. Noch wesentlich schnellere Verarbeitungsmöglichkeiten werden mit sogenannten kundenspezifischen integrierten Schaltungen erzielt, deren Addierer teilweise Ausführungsfrequenzen von 100 MHz überschreiten. Die für die online-Anwendung des Verfahrens in modernen Scannern erforderlichen Datentransferraten von 1 MByte/s können somit erreicht und deutlich überschritten werden.To determine which recording points are to be printed in the 128 smallest subfields according to FIG. 1b or FIG. 3b, only 128 adding steps are thus required. A single 8-bit adder using low-power Schottky technology requires, for example, 25 nanoseconds (ns) for an adding cycle (SN 74 S 283 from Texas Instruments), which corresponds to an execution frequency of 40 MHz. In order to calculate the pressure points for the 1/128 of the subfields as quickly as possible, you can first connect several individual 8-bit adders in parallel and, for example, get 16 add cycles for 8 adders connected in parallel, i.e. 400 ns or 2.5 MHz for the above listed type. Much faster processing options are achieved with so-called customer-specific integrated circuits, the adders of which sometimes exceed execution frequencies of 100 MHz. The data transfer rates of 1 Mbyte / s required for the online application of the method in modern scanners can thus be achieved and clearly exceeded.

Im nächsten Schritt werden die mittleren Tonwerte der in Fig. 1c bzw. 3c eingezeichneten Teilfelder, die jeweils 1/64 des gesamten Abtastfeldes ausmachen, berechnet. Zunächst wird überprüft, ob der Mittelwert der vier Tonwerte größer oder gleich 128 ist, d. h., ob die Summe aus den vier Tonwerten größer oder gleich 2 × 256 = 512 ist. Die Summe von vier binärkodierten Zahlen ist aber bereits dann größer oder gleich 512, wenn der Übertrag, der bei Addition der sieben niederwertigeren Bits der vier Binärzahlen entsteht, den Wert "2L" hat. Die Teilfelder Fc i,j zweiter Ordnung dienen nämlich zur Darstellung des zweithöchstwertigen Bits des Mittelwerts von vier Tonwerten. Es ist also nicht erforderlich, die gesamten acht Stellen der vier binärkodierten Tonwertdaten zu betrachten, sondern es reicht aus, nur bis einschließlich der 2⁶-wertigen Stelle zu addieren. Die Summe der vier Tonwerte kann aus den einzelnen Tonwerten gebildet werden, nämlich mittels dreier Additionsschritte. Günstiger ist jedoch, die Summe aus den (bereits berechneten) Tonwertsummen derjenigen in Fig. 3b eingezeichneten kleinsten Teilfelder Fb i,j zu berechnen, die jeweils in einem der in Fig. 3c eingezeichneten übergeordneten Teilfelder Fc i,j liegen. Hierbei ist nämlich nur ein Addierschritt erforderlich. Die Summe aus diesen beiden Tonwertsummen ist aber genau dann größer oder gleich 512 (der Mittelwert also größer oder gleich 256), wenn sich bei Addition der jeweils acht niederwertigen Bits der beiden Tonwertsummen ein Übertrag-Bit mit dem Wert "L" ergibt. Die Teilfelder Fc i,j zweiter Ordnung dienen nämlich auch zur Darstellung des höchstwertigen Bits des Mittelwerts der beiden aus jeweils zwei Tonwerten gebildeten mittleren Tonwerte. Überraschend dabei ist, daß es zum Feststellen, ob die Tonwertsumme aus den vier Tonwerten größer oder gleich 512 ist, nicht erforderlich ist, die sich bei Berechnung der Tonwertsummen der kleinsten Teilfelder ergebenden höchstwertigen Übertrag-Bits zu berücksichtigen. Offenbar spielen auch in beiden Fällen weder die höher- noch die niederwertigen Bits der im ersten Schritt berechneten Tonwertsummen eine Rolle für die Feststellung, ob die Summe größer oder gleich 512 ist. Deshalb genügt auch wiederum für die Summenbildung ein 8-Bit-Addierer.In the next step, the average tonal values of the subfields drawn in FIGS. 1c and 3c, which each make up 1/64 of the entire scanning field, are calculated. First, it is checked whether the mean value of the four tone values is greater than or equal to 128, ie whether the sum of the four tone values is greater than or equal to 2 × 256 = 512. However, the sum of four binary-coded numbers is already greater than or equal to 512 if the carry that arises when the seven least significant bits of the four binary numbers are added has the value "2L". The subfields Fc i, j of the second order are used to represent the second most significant bit of the mean value of four tone values. It is therefore not necessary to look at the entire eight digits of the four binary-coded tonal value data, but it is sufficient to add up to and including the 2⁶-valued digit. The sum of the four tone values can be formed from the individual tone values, namely by means of three addition steps. However, it is more favorable to calculate the sum of the (already calculated) tonal value sums of those smallest subfields Fb i, j shown in FIG. 3b, each of which lies in one of the superordinate subfields Fc i, j shown in FIG. 3c. This is because only one adding step is required. However, the sum of these two tone value sums is greater than or equal to 512 (the mean value is greater than or equal to 256) if and when the eight low-order bits of the two tone value sums are added, a carry bit with the value "L" results. The subfields Fc i, j of second order also serve to represent the most significant bit of the mean value of the two mean tone values formed from two tone values in each case. It is surprising that it is not necessary to determine whether the tone value sum of the four tone values is greater than or equal to 512, that the most significant carry bits resulting from the calculation of the tone value sums of the smallest subfields need to be taken into account. In both cases, neither the higher nor the lower-order bits of the tonal value sums calculated in the first step apparently play a role in determining whether the sum is greater than or equal to 512. Therefore, an 8-bit adder is also sufficient for the summation.

Für die in Fig. 3c eingezeichneten Felder zweiter Ordnung ergeben sich dann folgende Berechnungen:The following calculations then result for the second-order fields shown in FIG. 3c:

Im obigen Beispiel entsteht nur bei der Berechnung der Tonwertsummen für das Feld Fc 1,2, das sich aus den beiden kleinsten Teilfeldern Fb 1,3 und Fb 1,4 zusammensetzt, ein Übertrag-Bit mit dem Wert "L". Das heißt, daß nur in dem Teilfeld Fc 1,2 zweiter Ordnung ein Aufzeichnungspunkt zu drucken ist. Gemäß dem in Fig. 2c angegebenen Aufzeichnungspunktmuster ist dies der Aufzeichnungspunkt mit den Koordinaten 2,4 der in Fig. 3c eingezeichnet ist. Zur Feststellung, welche Aufzeichnungspunkte innerhalb der Teilfelder zweiter Ordnung zu drucken sind, sind also nur 64 Addierschritte erforderlich. In the above example, a carry bit with the value "L" only arises when the tonal value sums for the field Fc 1,2 , which is composed of the two smallest subfields Fb 1,3 and Fb 1,4 , are calculated. This means that a recording point is only to be printed in the subfield Fc 1,2 . According to the recording point pattern indicated in FIG. 2c, this is the recording point with the coordinates 2, 4 which is shown in FIG. 3c. In order to determine which recording points are to be printed within the second-order subfields, only 64 addition steps are required.

Die obigen Überlegungen lassen sich analog auch auf die Teilfelder höherer Ordnung übertragen. Als nächstes sind die in Fig. 1d bzw. 3d eingezeichneten Teilfelder Fd 1,1 und Fd 1,2 dritter Ordnung zu untersuchen. Ist der mittlere Tonwert der zu jedem einzelnen Teilfeld dritter Ordnung gehörenden Abtastpunkte größer oder gleich 128, d. h. die Summe größer oder gleich 4 × 256 = 1024, ist jeweils einer der zu dem betreffenden Teilfeld dritter Ordnung gehörenden Aufzeichnungspunkte zu drucken. Die Tonwertsumme ist genau dann größer oder gleich 256, wenn bei Addition der acht niederwertigen Bits der Tonwertsummen der zugehörigen Teilfelder zweiter Ordnung ein Übertrag-Bit mit dem Wert "L" entsteht. Im Beispiel ergibt sich für die beiden Teilfelder Fd 1,1 und Fd 1,2 dritter Ordnung:The above considerations can also be applied analogously to the higher order subfields. Next, the subfields Fd 1.1 and Fd 1.2 of third order drawn in FIGS. 1d and 3d are to be examined. If the average tone value of the sampling points belonging to each individual third-order subfield is greater than or equal to 128, ie the sum greater than or equal to 4 × 256 = 1024, one of the recording points belonging to the relevant third-order subfield must be printed. The tone value sum is greater than or equal to 256 if and only when the eight low-order bits of the tone value sums of the associated second-order subfields are added, a carry bit with the value "L" arises. In the example, for the two subfields Fd 1.1 and Fd 1.2 third order:

Da für beide Teilfelder dritter Ordnung das Übertrag- Bit bei der Summenbildung den Wert "L" hat, muß jeweils ein Aufzeichnungspunkt der acht zu einem Teilfeld gehörenden Aufzeichnungspunkte gedruckt werden. Die gemäß dem in Fig. 2d dargestellten Aufzeichnungspunktmuster zu druckenden Aufzeichnungspunkte sind in Fig. 3d eingetragen. Zur Feststellung, ob einer der zu den Teilfeldern dritter Ordnung jeweils gehörenden Aufzeichnungspunkte zu drucken ist, sind in der dritten Stufe nur noch 32 Addierschritte erforderlich.Since the carry bit has the value "L" for both sub-fields of the third order, a recording point of the eight recording points belonging to a sub-field must be printed. The recording dots to be printed in accordance with the recording dot pattern shown in FIG. 2d are entered in FIG. 3d. To determine whether one of the recording points belonging to the sub-fields of the third order is to be printed, only 32 addition steps are required in the third stage.

Für das in Fig. 3e eingezeichnete Teilfeld Fe 1,1 vierter Ordnung ergibt sich analog:For the subfield Fe 1.1 of the fourth order shown in FIG.

Da das Übertrag-Bit den Wert "L" hat, muß einer der zu dem Teilfeld Fe 1,1 gehörenden Aufzeichnungspunkte gedruckt werden. Der sich nach dem Aufzeichnungspunktmuster gemäß Fig. 2e ergebende Aufzeichnungspunkt ist in Fig. 3e eingezeichnet. In Fig. 3f sind sämtliche, der oberen linken Ecke des Abtastfeldes 12 entsprechenden, zu druckenden Aufzeichnungspunkte eingezeichnet.Since the carry bit has the value "L", one of the recording dots belonging to the subfield Fe 1,1 must be printed. The recording point resulting from the recording dot pattern according to FIG. 2e is shown in FIG. 3e. In Fig. 3f all, the upper left corner of the scan field 12 are corresponding, located to be printed recording dots.

Wendet man das Verfahren auf das gesamte Abtastfeld 12 an, so erhält man analog zu dem oben beschriebenen Vorgehen die Lage der dem Abtastfeld 12 entsprechenden, zu druckenden Aufzeichnungspunkte.If the method is applied to the entire scanning field 12 , the position of the recording dots corresponding to the scanning field 12 to be printed is obtained analogously to the procedure described above.

Ganz allgemein gesprochen, dient das Verfahren dazu, aus den abtastseitigen (analogen) Bildpunkt-Tonwertsignalen binäre Signale, die entweder "High" oder "Low" sind, zu erzeugen. Auf diese Weise kann ein "analoges" Bild "binär" aufgezeichnet werden. Die Aufzeichnung muß nicht zwangsläufig in Form eines Drucks des Bildes erfolgen; die Tatsache, daß das Bild in Form von einzelnen binären Signalen vorliegt, gestattet auch die einfache Speicherung des Bildes in einem Magnet- oder Halbleiterspeicher. Auch beim Speichern handelt es sich um ein Aufzeichnen des Bildes im Sinne der vorliegenden Anmeldung.Generally speaking, the process is used to from the scanning-side (analog) pixel tone value signals binary signals that are either "high" or "low" are to generate. In this way, an "analog" Image "binary" can be recorded. The record must not necessarily in the form of a print of the picture; the fact that the picture is in the form of individual binary signals, the easy storage of the image in a magnet or Semiconductor memory. It is also a matter of saving  to record the image in the sense of the present Registration.

Bei dem hier beschriebenen Verfahren sind keine Fehlerberechnungen bzw. -betrachtungen erforderlich. Die Anzahl der Aufzeichnungspunkte, die pro Abtastfeld zu drucken sind, damit der Tonwert der Vorlage "abtastfeldweise" exakt wiedergegeben wird, braucht nicht im vorhinein berechnet zu werden, sondern ergibt sich automatisch bei der Verteilung der Aufzeichnungspunkte auf die Teilfelder der verschiedenen Ordnungen. Wenn für jedes der 128 kleinsten Teilfelder untersucht wird, ob ein zu ihm gehörender Aufzeichnungspunkt zu drucken ist, steht noch nicht fest, wieviele Aufzeichnungspunkte insgesamt noch gedruckt werden müssen, damit das Abtastfeld sowohl in bezug auf seinen mittleren Tonwert als auch in bezug auf die Detailwiedergabe bzw. den -kontrast originalgetreu wiedergegeben wird. Trotzdem sind am Ende des Verfahrens genauso viele Aufzeichnungspunkte gedruck, wie es zur exakten Wiedergabe des mittleren Tonwerts des Abtastfeldes erforderlich ist. Da das Abtastfeld in immer kleinere ineinandergeschachtelte Teilfelder unterteilt ist und die Verteilung der zu druckenden Aufzeichnungspunkte für jedes einzelne Teilfeld der verschiedenen Ordnungen vorgenommen wird, werden die einzelnen Details der Vorlage sowohl mit maximaler Schärfe als auch mit maximalem Kontrast wiedergegeben.There are no error calculations in the method described here or considerations required. The Number of recording points per scan field are printed so that the tonal value of the template is "sample-by-sample" is reproduced exactly, need not in to be calculated in advance, but results automatically when distributing the recording points on the subfields of the different orders. If is examined for each of the 128 smallest subfields, whether to print a record point belonging to it it is not yet clear how many recording points overall still have to be printed so that the Scanning field both in terms of its mean tone value as well as in terms of detail reproduction or the - Contrast is reproduced true to the original. Nevertheless are the same number of recording points at the end of the process printed as it is for exact reproduction of the mean tone value of the scanning field is required is. Because the scanning field is nested into smaller and smaller ones Subfields is divided and the Distribution of the recording points to be printed for every single subfield of the different orders is made, the individual details of the template both with maximum sharpness and with maximum Contrast reproduced.

Die Zuverlässigkeit des Verfahrens wird anhand der beiden nachfolgend beschriebenen Beispiele deutlich. Es hat sich gezeigt, daß die Wiedergabe von Bildbereichen, die einen Tonwert von 127 oder 128 haben, besonders fehlerhaft sein kann. Die Tonwerte 127 und 128 sind deshalb kritisch, weil sie den beiden mittleren durch die 256 Aufzeichnungspunkte darstellbaren Tonwerte entsprechen. Ein Abtastpunkt mit dem Tonwert 127 oder 128 kann jedoch nur durch einen weißen bzw. einen schwarzen Aufzeichnungspunkt wiedergegeben werden. Der bei der Aufzeichnung eines einzelnen Abtastpunkts entstehende Fehler ist also jeweils maximal.The reliability of the process is based on the two examples described below clearly. It has shown that the reproduction of image areas, that have a tone value of 127 or 128, especially can be faulty. The tone values are 127 and 128  critical because it goes through the middle two the 256 recordable tonal values correspond. A sample point with a tone value of 127 or 128 can only be replaced by a white or a black Recording point can be played back. The one at the Recording of a single sampling point So error is maximum.

Im ersten Fall sein angenommen, daß das gesamte Abtastfeld 12 einen Tonwert von 128 aufweist, d. h. jeder Abtastpunkt 14 des Abtastfeldes 12 weist einen Tonwert von 128 auf. Das aufgezeichnete Quasihalbtonbild muß also in dem dem Abtastfeld entsprechenden Bereich 128 schwarz eingefärbte Aufzeichnungspunkte aufweisen. Für sämtliche kleinsten Teilfelder Fb i,j (s. Fig. 1b) ergibt sich demnach eine Tonwertsumme vonIn the first case, it can be assumed that the entire scanning field 12 has a tone value of 128, ie each sampling point 14 of the scanning field 12 has a tone value of 128. The recorded quasi-halftone image must therefore have 128 colored recording points in the area corresponding to the scanning field. For all of the smallest subfields Fb i, j (see FIG. 1b), a tone value sum of

Das Übertrag-Bit der Tonwertsumme ist "L", d. h. pro kleinstem Teilfeld Fb i,j ist ein Aufzeichnungspunkt zu drucken. Nach der ersten Stufe des Verfahrens sind also die in Fig. 2b angegebenen Aufzeichnungspunkte gedruckt.The carry bit of the tonal value sum is "L", ie one recording point is to be printed per smallest subfield Fb i, j . After the first stage of the method, the recording dots shown in Fig. 2b are printed.

Gemäß den obigen Ausführungen werden für die Tonwertsummen der Felder Fc i,j zweiter Ordnung (Fig. 1c) jeweils die Summe aus den Tonwertsummen der beiden zu einem Feld zweiter Ordnung zusammengesetzten kleinsten Teilfelder ermittelt, wobei das Übertrag-Bit der Tonwertsummen der kleinsten Teilfelder unberücksichtigt bleibt. Damit ergibt sich für die Tonwertsummen der Felder Fc i,j zweiter OrdnungAccording to the above statements, the sum of the tonal value sums of the two smallest subfields combined to form a second order field is determined for the tonal value sums of the fields Fc i, j of the second order ( FIG. 1c), the carry bit not taking into account the tone value sums of the smallest subfields remains. This results in second order for the tonal value sums of the fields Fc i, j

Da das Übertrag-Bit den Wert "0" annimmt, wird für die Felder zweiter Ordnung kein Aufzeichnungspunkt gedruckt.Since the carry bit takes the value "0", the Second order fields no record point printed.

Genau die gleichen Betrachtungen lassen für die Felder dritter (Fig. 1b), vierter (Fig. 1e), fünfter (Fig. 1f), sechster (Fig. 1g), siebter (Fig. 1h) und achter (Fig. 1i) Ordnung anstellen. In allen Fällen hat das Übertrag-Bit der Tonwertsumme den Wert "0", was bedeutet, daß keiner der zu den einzelnen Teilfeldern höherer Ordnung gehörenden Aufzeichnungspunkte gedruckt wird. Insgesamt werden also 128 Aufzeichnungspunkte gedruckt, nämlich der Tonwertsumme für jedes kleinste Teilfeld entsprechend genau ein Aufzeichnungspunkt in jedem der 128 kleinsten Teilfelder. Der kritische Tonwert von 128 für das gesamte Abtastfeld 12 kann also in dem aufgezeichneten Bild exakt wiedergegeben werden.Exactly the same considerations allow for the fields third ( Fig. 1b), fourth ( Fig. 1e), fifth ( Fig. 1f), sixth ( Fig. 1g), seventh ( Fig. 1h) and eighth ( Fig. 1i) order hire. In all cases, the carry bit of the tone value has the value "0", which means that none of the recording dots belonging to the individual higher order subfields is printed. A total of 128 recording points are printed, namely exactly one recording point in each of the 128 smallest subfields, corresponding to the tonal value sum for each smallest subfield. The critical tone value of 128 for the entire scanning field 12 can thus be reproduced exactly in the recorded image.

Nun sei angenommen, daß jeder Abtastpunkt 14 des Abtastfeldes 12 den Tonwert 127 hat. Für die Tonwertsumme jedes kleinsten Teilfeldes Fd i,j gilt dann:Now it is assumed that each sample point 14 of the sample field 12 has the tone value 127. The following then applies to the tone value sum of each smallest subfield Fd i, j :

Das Übertrag-Bit der Tonwertsumme jedes kleinsten Teilfeldes ist also "0". Daher wird für keines der kleinsten Teilfelder ein Aufzeichnungspunkt gedruckt.The carry bit of the tonal value of each smallest subfield is "0". Therefore, none of the a recording point is printed in the smallest subfields.

Für die Tonwertsumme der Teilfelder Fc i,j zweiter Ordnung (Fig. 1c) ergibt sich:For the tone value sum of the subfields Fc i, j of the second order ( FIG. 1c), the following results:

Das Übertrag-Bit der Tonwertsumme jedes Teilfeldes zweiter Ordnung hat also den Wert "L", so daß in jedem Teilfeld zweiter Ordnung gemäß dem in Fig. 2c angegebenen Muster ein Aufzeichnungspunkt gedruckt wird. Der zweiten Stufe des Verfahrens zur Folge werden also bereits 64 Aufzeichnungspunkte gedruckt.The carry bit of the tone value sum of each second-order subfield thus has the value "L", so that a recording dot is printed in each second-order subfield in accordance with the pattern shown in FIG. 2c. According to the second stage of the process, 64 recording dots are already printed.

Für die Tonwertsummen der Teilfelder höherer Ordnung (Fig. 1d bis 1i) ergibt sich:For the tonal value sums of the higher-order subfields (FIGS . 1d to 1i), the following results:

(es werden 32 weitere Aufzeichnungspunkte gedruckt)(32 further recording dots are printed)

(es werden 16 weitere Aufzeichnungspunkte gedruckt) (16 further recording dots are printed)  

(es werden 8 weitere Aufzeichnungspunkte gedruckt)(8 more recording dots are printed)

(es werden 4 weitere Aufzeichnungspunkte gedruckt)(4 more recording points are printed)

(es werden 2 weitere Aufzeichnungspunkte gedruckt)(2 more recording dots are printed)

(es wird 1 weiterer Aufzeichnungspunkt gedruckt)(1 further recording point is printed)

Insgesamt werden also nach der zweiten Stufe 64, nach der dritten Stufe 32, nach der vierten Stufe 16, nach der fünften Stufe 8, nach der sechsten Stufe 4 und nach der siebten Stufe 2 weitere Aufzeichnungspunkte gedruckt, wobei nach der achten Stufe noch ein weiterer Aufzeichnungspunkt gedruckt wird. Insgesamt werden also 127 der 256 dem Abtastfeld 12 entsprechenden Aufzeichnungspunkte gedruckt. Auch in diesem Fall wird der Tonwert 127 des Abtastfeldes exakt wiedergegeben.Altogether, after the second stage 64, after the third stage 32, after the fourth stage 16, after the fifth stage 8, after the sixth stage 4 and after the seventh stage 2, further recording dots are printed, with a further one after the eighth stage Recording point is printed. In total, 127 of the 256 recording points corresponding to the scanning field 12 are printed. In this case too, the tone value 127 of the scanning field is reproduced exactly.

Die beiden besprochenen Beispiele zeigen, wie exakt das Verfahren arbeitet, ohne daß Fehlerbetrachtungen irgendwelcher Art erforderlich sind.The two examples discussed show how exactly that Process works without considering errors of any kind are required.

Bei den bisher besprochenen Beispielen handelte es sich stets um Fälle, in denen die Aufzeichnungsfeinheit gleich der Abtastfeinheit war, d. h., daß ein Abtastpunkt durch einen Aufzeichnungspunkt wiedergegeben wurde. In Fig. 4 sind drei Beispiele angegeben, bei denen die Aufzeichnungsfeinheit -mal größer als die Abtastfeinheit ist, d. h., daß ein Abtastpunkt durch zwei Aufzeichnungspunkte wiedergegeben wird (Fig. 4a bis 4d). In den Fig. 4e und 4f ist ein Beispiel dargestellt, bei dem die Aufzeichnungsfeinheit zweimal so groß wie die Abtastfeinheit ist, d. h., daß ein Abtastpunkt durch vier Aufzeichnungspunkte wiedergegeben wird.The examples discussed so far have always been cases in which the recording fineness was equal to the scanning fineness, that is, a sampling point was represented by a recording point. In FIG. 4, three examples are given in which the recording definition is times greater than the scan definition, which means that a sample point is represented by two recording points (Fig. 4a to 4d). In Figures 4e. 4f and an example is shown in which the recording definition twice as great as the scan definition, which means that a sample point is represented by four recording points.

Bei dem in den Fig. 4a und 4b dargestellten Fall wird jeder der 128 Abtastpunkte 14 a des Abtastfeldes 12 a durch die beiden zu einem kleinsten Teilfeld Fb i,j gehörenden Aufzeichnungspunkte 16 wiedergegeben. Der mittlere Tonwert für ein kleinstes Teilfeld ist also gleich dem Tonwert des dieses kleinste Teilfeld ausfüllenden Abtastpunktes 14 a. Für die kleinsten Teilfelder braucht bei einer derartigen Lage des Abtastpunktes in bezug auf die kleinsten Teilfelder keine Summenbildung zu erfolgen; das Übertrag-Bit, aufgrund dessen ein zu einem kleinsten Teilfeld gehörende Aufzeichnungspunkt gedruckt wird, entspricht hierbei dem höchstwertigen Bit des binärkodierten Tonwertes des betreffenden Abtastpunktes. In der ersten Verfahrensstufe können also 128 Addierschritte, d. h. ca. 50% der für das ganze Abtastfeld erforderlichen Addierschritte eingespart werden. Bezüglich der weiteren Verfahrensschritte kann analog zu dem in Fig. 3 beschriebenen Beispiel verfahren werden. Die (nicht berechnete) jedoch für die weiteren Berechnungen erforderliche Tonwertsumme für die kleinsten Teilfelder wird aus dem binärkodierten Tonwert des entsprechenden Abtastpunktes durch Hinzufügen einer "0" als niederwertigstes Bit generiert. Das höchstwertigste Bit dieses neun Stellen aufweisenden Binärcodes entspricht dem Übertrag-Bit der Tonwertsumme für die kleinsten Teilfelder und wird für die nachfolgenden Berechnungen nicht berücksichtigt.In the in Figs. 4a and 4b illustrated case, each of the 128 sampling points of the scan field 14 is a 12 a through the two to a smallest subfield Fb i, j belonging recording dots 16 reproduced. The mean tone value for a smallest subfield is therefore equal to the tone value of the sampling point 14 a filling this smallest subfield. With such a position of the scanning point in relation to the smallest subfields, the smallest subfields need not be summed up; the carry bit, on the basis of which a recording point belonging to a smallest subfield is printed, corresponds to the most significant bit of the binary-coded tone value of the relevant sampling point. In the first process stage, 128 addition steps, ie approximately 50% of the addition steps required for the entire scanning field, can be saved. With regard to the further method steps, the procedure can be analogous to the example described in FIG. 3. The tone value sum (not calculated) required for the further calculations for the smallest subfields is generated from the binary-coded tone value of the corresponding sampling point by adding a "0" as the least significant bit. The most significant bit of this nine-digit binary code corresponds to the carry bit of the tone value for the smallest subfields and is not taken into account for the subsequent calculations.

Die Aufzeichnung von Bildern mit einem Aufzeichnungs- zu-Abtastfeinheit-Verhältnis von hat den Vorteil, das abtastseitig weniger Daten anfallen, die Abtastung aber noch ausreichend scharf erfolgt. Die gegenüber der Abtastung höhere Aufzeichnungsfeinheit bewirkt, daß das Bild eine geringere Körnigkeit aufweist, wodurch es ruhiger wirkt und besser zu betrachten ist. In bezug auf die Verarbeitung der Tonwertdaten ergibt sich der Vorteil, daß pro Abtastfeld 50% weniger Addierschritte erforderlich sind, was in bezug auf die apparative Realisierung eine Einsparung von 128 Addierern entspricht.Recording images with a recording to sample fineness ratio of has the advantage that less data is generated on the scanning side, the scanning but is still sufficiently sharp. The opposite of the Scanning higher recording fineness causes the Image has less granularity, which makes it appears calmer and is easier to look at. In relation the processing of the tonal value data results in the Advantage that 50% fewer adding steps per scanning field what is required in relation to the apparatus Realization corresponds to a saving of 128 adders.

In den Fig. 4c und 4d ist ebenfalls ein Beispiel dargestellt, bei dem die Aufzeichnungsfeinheit um den Faktor größer als die Abtastfeinheit ist. Hierbei sind jedoch die Abtastpunkte 14 c des Abtastfeldes 12 c um 90° gegenüber den kleinsten Teilfeldern Fb i,j gedreht. Ein Abtastpunkt 14 c des Abtastfeldes 12 wird nicht mehr durch die beiden zu ein und demselben kleinsten Teilfeld gehörenden Aufzeichnungspunkte 16 wiedergegeben, sondern durch die zwei benachbarten Aufzeichnungspunkte 16 zweier benachbarter kleinster Teilfelder. Das Verfahren kann genauso, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben, ablaufen, wenn die linke Hälfte eines Abtastpunktes 14 c als zu einem kleinsten Teilfeld gehörend und die rechte Hälfte als zu dem benachbarten rechten kleinsten Teilfeld gehörend betrachtet wird.An example is also shown in FIGS. 4c and 4d, in which the recording fineness is greater by a factor than the scanning fineness. Here, however, the scanning points 14 c of the scanning field 12 c are rotated by 90 ° with respect to the smallest subfields Fb i, j . A sampling point 14 c of the scan field 12 is no longer represented by two to one and the same smallest subfield belonging recording dots 16, but two by two adjacent recording points 16 adjacent the smallest subfields. The method can proceed exactly as described in connection with FIG. 3 if the left half of a sampling point 14 c is considered to belong to a smallest subfield and the right half to belong to the adjacent right smallest subfield.

Bei dem in den Fig. 4e und 4f dargestellten Fall ist die Aufzeichnungsfeinheit doppelt so groß wie die Abtastfeinheit. Ein Abtastpunkt 14 e des Abtastfeldes 12 e wird hierbei durch die vier zu zwei kleinsten Teilfeldern gehörenden Aufzeichnungspunkte 16 dargestellt. Bei dieser Konstellation können die Summenbildungen für die kleinsten Teilfelder Fb i,j (s. Fig. 4f bzw. Fig. 1b) und für die Teilfelder Fc i,j zweiter Ordnung (s. Fig. 1c) ersetzt werden, indem man die beiden höchstwertigen Bits des Tonwertes des Abtastpunktes 14 e betrachtet. Das höchstwertigste Bit entspricht dabei dem Übertrag-Bit bei der sonst erforderlichen Tonwertsummenbildung für die kleinsten Teilfelder, während das zweithöchstwertigste Bit dem Übertrag-Bit der Tonwertsummenbildung für die Teilfelder zweiter Ordnung entspricht. Die weiteren Stufen des Verfahrens laufen in der im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Weise ab.In the case shown in FIGS. 4e and 4f, the recording fineness is twice the scanning fineness. A scanning point 14 e of the scanning field 12 e is represented by the four recording points 16 belonging to two smallest subfields. In this constellation, the totals for the smallest subfields Fb i, j (see Fig. 4f and Fig. 1b) and for the subfields Fc i, j of the second order (see Fig. 1c) can be replaced by using the two most significant bits of the tone value of the sampling point 14 e considered. The most significant bit corresponds to the carry bit for the otherwise necessary dot formation for the smallest subfields, while the second most significant bit corresponds to the carry bit for dot formation for the second order subfields. The further stages of the method run in the manner described in connection with FIG. 3.

In Fig. 5 ist das Blockschaltbild der Vorrichtung zum Ausführen des zuvor beschriebenen Verfahrens dargestellt. Eine (nicht dargestellte) Sensorvorrichtung, wie z. B. ein Scanner, tastet die Vorlage ab und gibt für jeden Abtastpunkt ein analoges Bildsignal aus, das in einem ebenfalls nicht dargestellten Analog/Digital- Wandler digitalisiert wird und über den Datenflußpfad 22 in einen Dateneingangsspeicher 24 eingegeben wird. Über einen Bildsteuerungspfad 266 gibt der Scanner Steuersignale an eine zentrale Steuereinheit (Mikroprozessor) 28 aus. Bei diesen Steuersignalen handelt es sich z. B. um das Bildanfang-, Bildende- und Zeilenende- Signal. Der Mikroprozessor 28 steuert über eine Steuerleitung 30 den Dateneingangsspeicher 24 derart an, daß die über den Datenflußpfad 22 empfangenen Daten in einzelnen Datenblöcken abgespeichert werden. In einem Datenblock sind dabei sämtliche Tonwertdaten eines Abtastfeldes, z. B. 256 8stellige Binärcode, abgespeichert. Die von dem Mikroprozessor in Abhängigkeit von den Signalen auf dem Bildsteuerungspfad 26 ausgegebenen Steuersignale werden einem in einem ROM- Speicher 30 gespeicherten Steuerungsprogramm entsprechend erzeugt. FIG. 5 shows the block diagram of the device for executing the previously described method. A (not shown) sensor device, such as. B. a scanner, scans the template and outputs an analog image signal for each sampling point, which is digitized in an analog / digital converter, also not shown, and is entered via the data flow path 22 into a data input memory 24 . The scanner outputs control signals to a central control unit (microprocessor) 28 via an image control path 266 . These control signals are e.g. B. the beginning of the picture, end of picture and end of line signal. The microprocessor 28 controls the data input memory 24 via a control line 30 in such a way that the data received via the data flow path 22 are stored in individual data blocks. All the tone value data of a scanning field, e.g. B. 256 8-digit binary code, stored. The control signals output by the microprocessor as a function of the signals on the image control path 26 are generated in accordance with a control program stored in a ROM memory 30 .

Wenn sämtliche zu einem Abtastfeld gehörenden Tonwertdaten als Block in dem Dateneingangsspeicher 24 abgespeichert sind, gibt der Dateneingangsspeicher auf ein Signal des Mikroprozessors 28 hin sämtliche 256 Tonwertdatensignale an ein über die Ausgangsleitungen 32 Dateneingangsspeicher 24 mit diesem verbundenes Eingangsumschaltnetzwerk 34 weiter. Die als Eingangssignale des Eingangsumschaltnetzwerks auf den Leitungen 32 anstehenden Tonwertdatensignale werden auf die Ausgangsleitungen 36 des Eingangsumschaltnetzwerks 34 derart verteilt, daß an benachbarten Ausgangsleitungen des Eingangsumschaltnetzwerks die zu den kleinsten Teilfeldern gehörenden Tonwertdaten anstehen. Das Eingangsumschaltnetzwerk verbindet also seine Eingänge mit seinen Ausgängen in der Weise, daß die zu einem kleinsten Teilfeld gehörenden Tonwertdaten an benachbarten Ausgängen, die zu einem Teilfeld zweiter Ordnung gehörenden Tonwertdatensignale an benachbarten Paaren von Ausgängen usw. anstehen. Das Eingangsumschaltnetzwerk besteht im wesentlichen aus einem Netzwerk gesteuerter Schalter, mit denen je nach Ansteuerung die Eingänge und die Ausgänge des Eingangsumschaltnetzwerks in beliebiger Weise miteinander verbunden werden können. Die Ansteuerung der einzelnen Schalter erfolgt durch den Mikroprozessor 28, der über Steuerleitungen 38 mit dem Eingangsumschaltnetzwerk 34 verbunden ist. In dem ROM 30 sind mehrere Ansteuerungsmuster für das Eingangsumschaltnetzwerk 34 gespeichert, so daß von Abtastfeld zu Abtastfeld die Ansteuerung der Schalter und damit die Zusammenfassung der Tonwertdaten in die einzelnen verschieden großen Datenblöcke verändert werden kann. Die Einteilung der Tonwertdaten in die einzelnen verschieden großen Blöcke entspricht der Aufteilung des Abtastfeldes in die verschieden großen Teilfelder.When all the tone value data belonging to a scanning field are stored as a block in the data input memory 24 , the data input memory passes on all 256 tone value data signals to an input switching network 34 connected to the data input memory 24 via the output lines 32 upon a signal from the microprocessor 28 . The tone value data signals present on the lines 32 as input signals of the input switching network are distributed over the output lines 36 of the input switching network 34 in such a way that the tone value data belonging to the smallest subfields are present on adjacent output lines of the input switching network. The input switching network thus connects its inputs to its outputs in such a way that the tone value data belonging to a smallest subfield are present at adjacent outputs, the tone value data signals belonging to a second order subfield are present at adjacent pairs of outputs, etc. The input switching network essentially consists of a network-controlled switch with which, depending on the control, the inputs and the outputs of the input switching network can be connected to one another in any way. The individual switches are activated by the microprocessor 28 , which is connected to the input switching network 34 via control lines 38 . A plurality of control patterns for the input switching network 34 are stored in the ROM 30 , so that the control of the switches and thus the combination of the tone value data into the individual data blocks of different sizes can be changed from scanning field to scanning field. The division of the tone value data into the individual blocks of different sizes corresponds to the division of the scanning field into the sub-fields of different sizes.

Die in dem Eingangsumschaltnetzwerk 34 "umsortierten" Tonwertdaten werden parallel an einen Arithmetik-Prozessor 40 weitergegeben, der mit den Ausgangsleitungen 36 des Eingangsumschaltnetzwerks 34 verbunden ist. Der Arithmetik-Prozessor 40, der aus einem kaskadenförmig aufgebauten Netzwerk aus einzelnen miteinander verbundenen Digitaladdierern besteht, wird später anhand der Fig. 6 genauer beschrieben. Der Arithmetik-Prozessor 40 führt die Additionsschritte aus und gibt pro Datenblock ein binäres Ausgangssignal aus, das anzeigt, ob in einen einem Datenblock entsprechenden Teilfeld ein Aufzeichnungspunkt zu drucken ist oder nicht. Die für jeden Datenblock ausgegebenen Signale werden über Ausgangsleitungen 42 als Eingangssignale in ein mit den Ausgangsleitungen 42 verbundenes Ausgangsumschaltnetzwerk 44 weitergegeben.The "shuffled" in the input switching network 34 tonal value data are passed in parallel to an arithmetic processor 40, which is connected to the output lines 36 of the Eingangsumschaltnetzwerks 34th The arithmetic processor 40 , which consists of a cascade-shaped network of individual interconnected digital adders, will be described in more detail later with reference to FIG. 6. The arithmetic processor 40 carries out the addition steps and outputs a binary output signal per data block, which indicates whether or not a recording point is to be printed in a subfield corresponding to a data block. The signals output for each data block are passed on via output lines 42 as input signals to an output switching network 44 connected to the output lines 42 .

Das Ausgangsumschaltnetzwerk 44 besteht genauso wie das Eingangsumschaltnetzwerk 34 aus einem Netzwerk miteinander verbundener gesteuerter Schalter, die die Eingänge des Ausgangsumschaltnetzwerks mit seinen Ausgängen der Ansteuerung der Schalter entsprechend verbinden. Die Ansteuerungssignale für das Ausgangsumschaltnetzwerk 44, d. h. für die gesteuerten Schalter des Ausgangsumschaltnetzwerks, werden den im ROM 30 gespeicherten Ansteuerungsmustern entsprechend von dem Mikroprozessor 28 erzeugt und über die Steuerleitungen 38, über die auch das Eingangsumschaltnetzwerk 34 gesteuert wird, an das Ausgangsumschaltnetzwerk 44 weitergegeben. Die Anzahl der Ausgänge des Ausgangsumschaltnetzwerks 44 ist gleich der Anzahl der Aufzeichnungspunkte pro Abtastfeld. Legt man beispielsweise die in Fig. 2 dargestellte Verteilung der in Abhängigkeit von den jeweiligen Mittelwerten zu druckenden Aufzeichnungspunkte zugrunde, dann ist die Schaltermatrix des Ausgangsumschaltnetzwerks 44 derart angesteuert, daß jede Eingangsleitung für einen kleinsten Datenblock (für ein kleinstes Teilfeld Fb i,j der Fig. 1b) jeweils mit dem Ausgang des Ausgangsumschaltnetzwerks 44 für den innerhalb des kleinsten Teilfeldes zu druckenden Aufzeichnungspunkt verbunden ist. Genauso sind die Eingänge für die übergeordneten Datenblöcke mit den entsprechenden Ausgängen verbunden.The output switching network 44 , like the input switching network 34, consists of a network of interconnected controlled switches which connect the inputs of the output switching network with its outputs in accordance with the actuation of the switches. The control signals for the output switching network 44 , ie for the controlled switches of the output switching network, are generated in accordance with the control patterns stored in the ROM 30 by the microprocessor 28 and passed on to the output switching network 44 via the control lines 38 , via which the input switching network 34 is also controlled. The number of outputs of the output switching network 44 is equal to the number of recording points per scanning field. The distribution shown in Fig. 2, it sets, for example, the function of the respective mean values to be printed recording points based on, then the switch matrix of the Ausgangsumschaltnetzwerks 44 is driven such that each input line for a smallest data block (for a smallest subfield Fb i j, of Figure . 1b) respectively connected to the output of Ausgangsumschaltnetzwerks 44 for the inside of the smallest sub-field to be printed recording dot. In the same way, the inputs for the higher-level data blocks are connected to the corresponding outputs.

Die binären Ausgangssignale des Ausgangsumschaltnetzwerks 44 werden über Ausgangsleitungen 46 einem Datenausgangsspeicher 48 zugeführt. Der Datenausgangsspeicher 48 wird von dem Mikroprozessor 28 gesteuert; die dazu erforderlichen Steuersignale werden über Steuerleitungen 50 von dem Mikroprozessor 28 an den Datenausgangsspeicher 48 gesendet. In dem von dem Mikroprozessor 28 gesteuerten Datenausgangsspeicher 48 werden die pro Abtastfeld über die Ausgangsleitungen 46 ankommenden binären Signale der Unterteilung der Vorderlage in die Abtastfelder entsprechend abgespeichert. Liegen sämtliche binären Daten für eine Vorlage vor, so werden sie auf ein Signal des Mikroprozessors 28 hin über die Ausgangsleitung 52 des Datenausgangsspeichers 48 an die (nicht dargestellte) Aufzeichnungsvorrichtung weitergegeben.The binary output signals of the output switching network 44 are fed to a data output memory 48 via output lines 46 . The data output memory 48 is controlled by the microprocessor 28 ; the control signals required for this are sent from the microprocessor 28 to the data output memory 48 via control lines 50 . In the data output memory 48 controlled by the microprocessor 28 , the binary signals arriving per scanning field via the output lines 46 are stored in accordance with the division of the front position into the scanning fields. If all the binary data for an original are available, they are forwarded to the recording device (not shown) via the output line 52 of the data output memory 48 in response to a signal from the microprocessor 28 .

Für die folgenden Betrachtungen sei angenommen, daß ein Abtastfeld aus 16 Abtastpunkten besteht und durch 16 Aufzeichnungspunkte wiedergegeben wird. Der (analoge) Tonwert eines Abtastpunktes wird dann in dem Analog/Digital-Wandler in ein vierstelliges Digitalsignal umgewandelt. Damit lassen sich 16 Tonwerte (von 0 bis 15) binärkodieren. Der Dateneingangsspeicher 24 erhält pro Abtastfeld 16 vierstellige digitale Signale, die er über seine Ausgangsleitungen 32 an das Eingangsumschaltnetzwerk 34 weitergibt. Bei paralleler Datenverarbeitung weist das Eingangsumschaltnetzwerk 16 × 4-Eingänge und 16 × 4-Ausgänge auf. Das aus den 16 Abtastpunkten bestehende Abtastfeld wird, wie in Fig. 7 gezeigt, in insgesamt 15 Teilfelder zerlegt, d. h. der Arithmetik-Prozessor weist 15 Ausgänge auf, nämlich für jedes Teilfeld (jeden Datenblock) einen. Der Arithmetik- Prozessor 40 erzeugt also aus den 16 × 4 binären Eingangssignalen 15 binäre Ausgangssignale. In dem Ausgangsumschaltnetzwerk werden aus diesen 15 binären Ausgangssignalen des Arithmetik-Prozessors 16 binäre Ausgangssignale erzeugt, nämlich für jeden der 16 dem Abtastfeld entsprechenden Aufzeichnungspunkte ein Ausgangssignal. Der Datenausgangsspeicher 48 benötigt demnach pro Abtastfeld 16 einzelne Speicherzellen, wohingegen der Dateneingangsspeicher 24 pro Abtastfeld das Vierfache benötigt. Die Datenmenge hat sich also um den Faktor 4 verringert. Allgemeiner gesagt, reduziert sich die Datenmenge um die Quadratwurzel der zu einem Abtastfeld zusammengefaßten Abtast- bzw. Aufzeichnungspunkte.For the following considerations, assume that a scan field consists of 16 scan points and is represented by 16 record points. The (analog) tone value of a sampling point is then converted into a four-digit digital signal in the analog / digital converter. This means that 16 tone values (from 0 to 15) can be binary coded. The data input memory 24 receives four-digit digital signals per scanning field 16 , which it forwards via its output lines 32 to the input switching network 34 . With parallel data processing, the input switching network has 16 × 4 inputs and 16 × 4 outputs. As shown in FIG. 7, the scanning field consisting of the 16 sampling points is broken down into a total of 15 subfields, ie the arithmetic processor has 15 outputs, namely one for each subfield (each data block). The arithmetic processor 40 thus generates 15 binary output signals from the 16 × 4 binary input signals. In the output switching network, 16 binary output signals are generated from these 15 binary output signals of the arithmetic processor, namely an output signal for each of the 16 recording points corresponding to the scanning field. Accordingly, the data output memory 48 requires 16 individual memory cells per scanning field, whereas the data input memory 24 requires four times per scanning field. The amount of data has therefore decreased by a factor of 4. More generally, the amount of data is reduced by the square root of the sampling or recording points combined into a scanning field.

Anhand der Fig. 6 wird der Aufbau des Arithmetik- Prozessors beschrieben, und zwar für den Fall, daß jeweils 16 Aufzeichnungspunkte zu einem Abtastfeld gehören. Zur Darstellung der 16 Tonwerte genügen jedoch 15 Aufzeichnungspunkte. Der in Fig. 7f mit der Bezugsziffer 19 versehene Aufzeichnungspunkt wird nicht benötigt. Das wirkt sich jedoch aus dem im Zusammenhang mit Fig. 2 angeführten Grund für die Wiedergabe nicht störend aus. Die Darstellungen in den Fig. 7 und 8 sind stark vergrößert; tatsächlich haben die Aufzeichnungspunkte jeweils einen Durchmesser von 20 µm.The structure of the arithmetic processor is described with reference to FIG. 6, specifically in the event that 16 recording points each belong to a scanning field. However, 15 recording points are sufficient to display the 16 tonal values. The recording point designated by reference number 19 in FIG. 7f is not required. However, this does not have a disruptive effect for the reason given in connection with FIG. 2 for the reproduction. The representations in FIGS. 7 and 8 are greatly enlarged; in fact, the recording points each have a diameter of 20 µm.

Das in Fig. 7a gezeigte aus den Abtastpunkten P 1 bis P 16 bestehende Abtastfeld wird, wie in den Fig. 7b bis 7f gezeigt, in insgesamt 15 Teilfelder unterteilt, die mit den in den Figuren eingezeichneten Bezugszeichen gekennzeichnet sind.The scanning field shown in FIG. 7a and consisting of the scanning points P 1 to P 16 is, as shown in FIGS. 7b to 7f, subdivided into a total of 15 partial fields which are identified by the reference symbols drawn in the figures.

Der Arithmetik-Prozessor 40 besteht aus einem Netzwerk von kaskadenförmig miteinander verbundenen Addierern 54. Die erste "Kaskadenstufe" b weist soviele Addierer 54 auf, wie kleinste Teilfelder bzw. Datenblöcke vorhanden sind. Im vorliegenden Beispiel sind acht kleinste Datenblöcke F 17 bis F 24 vorhanden. In den Addierern der ersten Stufe b wird jeweils die Tonwertsumme aus den Tonwerten der beiden zu einem kleinsten Datenblock gehörenden Tonwerte addiert. Die zweite Stufe b der Kaskade weist soviele Addierer 54 auf wie Teilfelder (Datenblöcke) zweiter Ordnung vorhanden sind. Gemäß Fig. 7c sind dies vier. Die Eingänge der Addierer 54 der zweiten Stufe c sind mit den Ausgängen derjenigen Addierer 54 der ersten Stufe b verbunden, die die Tonwertsummen der beiden zu dem Datenblock zweiter Ordnung zusammengefaßten kleinsten Datenblöcke berechnen. Zu der dritten Stufe d der Kaskade gehören nur noch zwei Addierer 54, die gemäß der in den Fig. 7c und 7d dargestellten Zusammenfassung von Datenblöcken zweiter Ordnung (Fig. 7c) in Datenblöcke dritter Ordnung (Fig. 7d) mit den Ausgängen der Addierer 54 der Stufe c verbunden sind. In der letzten Kaskadenstufe e befindet sich nur noch ein Addierer 54, dessen Eingänge mit den Ausgängen der beiden Addierer 54 der Stufe d verbunden sind. Bei den in Fig. 6 dargestellten Addierern 54 handelt es sich um 4-Bit-Digitaladdierer, die 2 × 4-Eingänge 56, vier Ausgänge 58 und einen Übertrag-Ausgang 60 aufweisen. Die in Fig. 6 durch dicke Linien dargestellten Anschluß- bzw. Verbindungsleitungen der Addierer 54 stellen jeweils vier parallele Leitungen auf, während die dünn eingezeichneten Leitungen Einzelverbindungen sind.The arithmetic processor 40 consists of a network of adders 54 connected in cascade. The first “cascade stage” b has as many adders 54 as there are smallest subfields or data blocks. In the present example, eight smallest data blocks F 17 to F 24 are available. In the adders of the first stage b , the tone value sum from the tone values of the two tone values belonging to a smallest data block is added. The second stage b of the cascade has as many adders 54 as there are subfields (data blocks) of the second order. According to FIG. 7c, there are four. The inputs of the adders 54 of the second stage c are connected to the outputs of those adders 54 of the first stage b which calculate the tonal value sums of the two smallest data blocks combined to form the second-order data block. The third stage d of the cascade includes only two adders 54 which, according to the combination of second-order data blocks ( FIG. 7c) and third-order data blocks ( FIG. 7d) shown in FIGS. 7c and 7d, with the outputs of adders 54 are connected to level c . In the last cascade stage e there is only one adder 54 , the inputs of which are connected to the outputs of the two adders 54 of stage d . The adders 54 shown in FIG. 6 are 4-bit digital adders which have 2 × 4 inputs 56 , four outputs 58 and a carry output 60 . The connecting lines of the adders 54 shown by thick lines in FIG. 6 each set up four parallel lines, while the thinly drawn lines are individual connections.

Die 16 mit den Addierern 54 der ersten Kaskadenstufe b verbundenen 4-Bit-Leitungen stellen die Eingänge 36 des Arithmetik-Prozessors 40 dar. Die Übertrag-Ausgänge 60 der Addierer 54 entsprechen den Ausgängen 42 des Arithmetik-Prozessors 40, wobei jeder Übertrag-Ausgang 60 einem Datenblock (Teilfeld) zugeordnet ist. In Fig. 6 ist kenntlich gemacht, welcher Ausgang zu welchem in Fig. 7 gekennzeichneten Datenblock gehört. Damit beispielsweise der Übertrag-Ausgang 60 des obersten Addierers 54 der ersten Kaskadenstufe b dem Ausgang für den Block F 24 entspricht, müssen an den Eingängen 56 des Addierers 54 die Tonwertdaten für die Abtastpunkte P 12 und P 16 anliegen (Fig. 7). Welche Tonwertdaten an welchen Eingängen 36 des Ar 07872 00070 552 001000280000000200012000285910776100040 0002003718521 00004 07753ithmetik- Prozessors 40 anstehen müssen, ist in Fig. 6 eingezeichnet. Das Eingangsumschaltnetzwerk 34 bewirkt infolge der Ansteuerung durch den Mikroprozessor 28, daß die Tonwertdatensignale in der der Aufteilung des Abtastfeldes in Teilfelder entsprechenden Weise umsortiert und gruppenweise zusammengefaßt werden.The 16 4-bit lines connected to the adders 54 of the first cascade stage b represent the inputs 36 of the arithmetic processor 40. The carry outputs 60 of the adders 54 correspond to the outputs 42 of the arithmetic processor 40 , with each carry output 60 is assigned to a data block (subfield). FIG. 6 shows which output belongs to which data block identified in FIG. 7. So that, for example, the carry output 60 of the top adder 54 of the first cascade stage b corresponds to the output for the block F 24 , the tonal value data for the sampling points P 12 and P 16 must be present at the inputs 56 of the adder 54 ( FIG. 7). The tone value data at which inputs 36 of the Ar 07872 00070 552 001000280000000200012000285910776100040 0002003718521 00004 07753ithmetic processor 40 must be present is shown in FIG. 6. As a result of the activation by the microprocessor 28 , the input switching network 34 causes the tone value data signals to be re-sorted in a manner corresponding to the division of the scanning field into subfields and to be grouped together.

Die Arbeitsweise des Arithmetik-Prozessors 40 wird anhand eines Beispiels erläutert. In Fig. 8a ist für jeden der 16 Abtastpunkte der dazugehörige Tonwert angegeben. Fig. 8b zeigt die Verteilung der zu druckenden Aufzeichnungspunkte, wenn das Abtastfeld mit den in Fig. 8a angegebenen Tonwerten wiedergegeben wird. Die nachfolgend angegebene Berechnung ist analog zu der im Zusammenhang mit Fig. 3 durchgeführten Berechnung.The operation of the arithmetic processor 40 is explained using an example. In Fig. 8a of the corresponding tonal value is specified for each of the 16 sample points. Fig. 8b shows the distribution of the recording dots to be printed when the scanning field is reproduced with the tonal values indicated in Fig. 8a. The calculation given below is analogous to the calculation carried out in connection with FIG. 3.

Bei Auswertung der jeweiligen bei der Summenbildung entstehenden Übertrag-Bits ergibt sich unter Berücksichtigung der in Fig. 7 angegebenen Verteilung von pro Teilfeld zu druckenden Aufzeichnungspunkten die in Fig. 8b gezeigte Verteilung der innerhalb des Abtastfeldes zu druckenden Aufzeichnungspunkte.In evaluation of the respective resulting from the summation of the carry bits, the distribution indicated in Fig. 7, the distribution of the printed within the scanning to the recording dots shown in Fig. 8b results, taking into account each sub-field to be printed recording dots.

In Fig. 9 ist angegeben, welche digitalen Signale für das in Fig. 8a angegebene Beispiel auf den einzelnen Leitungen des Arithmetik-Prozessors 40 anstehen. Wie man erkennen kann, stehen an den einzelnen Ausgangsleitungen 42 des Arithmetik-Prozessors jeweils ein binäres Signal an, das dem Übertrag-Bit der Tonwertsumme des zugehörigen Datenblocks entspricht. Obwohl in den Kaskadenstufen c, d und e jeweils nicht die vollständigen Tonwertsummen, sondern nur die letzten vier Bits der Tonwertsummen weiterverarbeitet werden, führt dies zu den korrekten Ausgangsdaten. Der Mikroprozessor 28 steuert das Ausgangsumschaltnetzwerk 44 derart an, daß der Eingang des Ausgangsumschaltnetzwerks 44, an dem das Ausgangssignal für einen Datenblock ansteht, mit dem Ausgang des Ausgangsumschaltnetzwerks 44 für denjenigen Aufzeichnungspunkt verbunden ist, der in Abhängigkeit von dem Betrag der Tonwertsumme des Datenblocks zu drucken ist. FIG. 9 shows which digital signals are present on the individual lines of the arithmetic processor 40 for the example shown in FIG. 8a. As can be seen, a binary signal is present on the individual output lines 42 of the arithmetic processor, which corresponds to the carry bit of the tone value sum of the associated data block. Although in the cascade stages c, d and e each do not process the complete tonal value sums, but only the last four bits of the tonal value sums, this leads to the correct output data. The microprocessor 28 drives the output switching network 44 in such a way that the input of the output switching network 44 , at which the output signal for a data block is present, is connected to the output of the output switching network 44 for the recording point which is to be printed in dependence on the amount of the tone value of the data block is.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die schaltungstechnische Realisierung des zuvor beschriebenen Verfahrens. Das in den beiden Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel mit vier Kaskadenstufen ist darüber hinaus noch von ganz besonderem Interesse, wenn die Qualitätsansprüche an die Wiedergabe etwas geringer sind. Die abtastseitigen Bildsignale von Scannern im Bürokommunikationsbereich, z. B. von digitalen Kopierern oder von Telefaksimilegeräten, weisen einen weitaus geringeren Signal/Rausch- Abstand auf als bei den Geräten für die graphische Industrie der Fall ist. Bei Aufteilung der Vorlage in Abtastfelder mit jeweils 16 × 16 = 256 Abtastpunkten würde die zur Verarbeitung erforderliche achtstufige Kaskadenschaltung des Arithmetik-Prozessors 40 auf den letzten Kaskadenstufen praktisch nur Rauschsignale auswerten, was unwirtschaftlich ist. Es ist statt dessen sinnvoll, die Anzahl der Kaskadenstufen auf die Anzahl der "rauschfreien Bildsignal-Bits" zu optimieren. Für eine Reihe von Anforderungen sind vier Kaskadenstufen sowohl besonders wirtschaftlich als auch qualitativ akzeptabel. FIGS. 5 and 6 show the circuit realization of the method described above. The embodiment shown in the two figures with four cascade levels is also of very special interest if the quality requirements for the reproduction are somewhat lower. The scanning-side image signals from scanners in the office communication area, e.g. B. from digital copiers or Telefaksimile devices have a much lower signal / noise ratio than is the case with the devices for the graphics industry. If the template is divided into scanning fields with 16 × 16 = 256 scanning points each, the eight-stage cascade connection of the arithmetic processor 40 required for processing would practically only evaluate noise signals on the last cascade stages, which is uneconomical. Instead, it makes sense to optimize the number of cascade levels to the number of "noise-free image signal bits". Four cascade levels are particularly economical and qualitatively acceptable for a number of requirements.

Die besondere Wirtschaftlichkeit ergibt sich daraus, daß dann bereits 4 Bit-Addierer genügen, um die Berechnungen nach dem oben beschriebenen Verfahren auszuführen, und daß bereits sehr wenige Additionen, nämlich 1 + 2 + 4 + 8 = 15 genügen, um die vierstufige Kaskade vollständig abzuarbeiten. Weiterhin bestehen dann sowohl die abtastseitige Matrix von Abtastsignalen, die ebenfalls nur jeweils 4 Bit umfassen, als auch die aufzeichnungsseitige Aufzeichnungspunktmatrix nur aus 16 Elementen, so daß nur sehr kleine Speicher nötig bzw. größere Pufferspeicher einfach zu realisieren und zu verwalten sind.The special economy results from that then 4-bit adders are sufficient to the Perform calculations according to the procedure described above, and that very few additions, namely 1 + 2 + 4 + 8 = 15 are enough to the four-stage Complete cascade. Persist then both the scanning-side matrix of scanning signals, which also only contain 4 bits each, as also the recording point matrix on the recording side only of 16 elements, so that only very small memory necessary or larger buffer storage simply too are to be realized and managed.

Infolge der hohen Wirtschaftlichkeit und des geringen technischen Aufwandes ist es besonders vorteilhaft, die insgesamt 15 Addierer ohne Zwischenspeicher direkt zusammenzuschalten, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Infolge der direkten Zusammenschaltung bzw. Integration zu einem Baustein gelingt es, die Berechnungen für eine Matrix in deutlich weniger als 100 ns sicher zu gewährleisten.As a result of the high economic efficiency and the low technical outlay, it is particularly advantageous to directly interconnect the total of 15 adders without a buffer, as shown in FIG. 6. As a result of the direct interconnection or integration into a module, the calculations for a matrix can be reliably guaranteed in significantly less than 100 ns.

Der komplexe Addierblock gemäß Fig. 6 kann in vorteilhafter Weise auch die vier oberen Kaskadenstufen einer achtstufigen Kaskade ersetzen, denn auch dort genügt es, die Rauschanteile - gegeben durch die 4 Bits niedriger Ordnung - nach der vierten Kaskadenstufe abzutrennen und nur die tatsächlich ausgewerteten 4 Bits höherer Ordnung weiter zu verarbeiten. . The complex adder of FIG 6 can also replace the four upper cascade stages of an eight-stage cascade in an advantageous manner, because there it is sufficient, the noise components - to separate after the fourth cascade stage and only the actually evaluated 4 bits - given by the 4 low-order bits higher order to process further.

Jedes Abtastfeld kann dieselbe Aufteilung in Teilfelder und dieselbe Verteilung von pro Teilfeld zu druckenden Aufzeichnungspunkten verwenden, wenn an die Qualität der Wiedergabe nicht allzugroße Anforderungen gestellt werden. In einem solchen Fall können das Eingangs- und das Ausgangsumschaltnetzwerk durch eine feste Verdrahtung ihrer Ein- und Ausgänge realisiert werden. Bei Verwendung ein und derselben Unterteilung des Abtastfeldes und Verteilung der zu druckenden Aufzeichnungspunkte entstehen jedoch in der Wiedergabe Muster, die insbesondere im farbigen Printout unerwünscht sind. Die Muster der einzelnen Prozeßfarben überlagern sich nämlich und bilden Interferenzmuster, sogenanntes Moir´, deren Strukturen deutlich größer als die der Einzelfarben sind. Daher ist es besser, wenn die Aufteilung des Abtastfeldes und die Verteilung der zu druckenden Aufzeichnungspunkte (die Adressierung der Abtast- und der Aufzeichnungspunkte) von Abtastfeld zu Abtastfeld verändert wird, wodurch das Auftreten unerwünschter Strukturen vermieden wird. Die Auswahl der jeweiligen Adressierungsarten kann nach einem Zufalls- oder Quasizufallsprinzip vorgenommen werden. Die verschiedenen Adressierungsarten sind bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Vorrichtung in dem ROM 30 gespeichert, auf den der Mikroprozessor 28 zugreift. Sowohl für die Unterteilung des Abtastfeldes (eingangsseitige Adressierung), für die in Fig. 1 ein Beispiel angegeben ist, als auch für die Verteilung der pro Teilfeld zu druckenden Aufzeichnungspunkte (ausgangsseitige Adressierung), für die in Fig. 2 ein Beispiel angegeben ist, lassen sich mehrere Lösungen finden, die verschiedenen praktischen Anforderungen in unterschiedlichem Maße Rechnung tragen. In der Vorrichtung nach Fig. 5 lassen sich die verschiedenen Adressierungen mit Hilfe der beiden von dem Mikroprozessor 28 gesteuerten Netzwerke 34 und 44 realisieren.Each scanning field can use the same division into subfields and the same distribution of recording dots to be printed per subfield, if the demands on the quality of the reproduction are not too great. In such a case, the input and output switching network can be implemented by hard wiring their inputs and outputs. When using one and the same subdivision of the scanning field and distribution of the recording dots to be printed, however, patterns arise in the reproduction, which are undesirable in particular in the colored printout. The patterns of the individual process colors overlap and form interference patterns, so-called moir ', whose structures are significantly larger than those of the individual colors. It is therefore better if the division of the scanning field and the distribution of the recording points to be printed (the addressing of the scanning and the recording points) are changed from scanning field to scanning field, thereby avoiding the occurrence of undesired structures. The respective types of addressing can be selected according to a random or quasi-random principle. The various types of addressing are stored in the device 30 shown in FIGS. 5 and 6 in the ROM 30 which is accessed by the microprocessor 28 . Both for the subdivision of the scanning field (addressing on the input side), for which an example is given in FIG. 1, and for the distribution of the recording points to be printed per subfield (addressing on the output side), for which an example is given in FIG. 2 there are several solutions that take different practical requirements into account to different degrees. In the device according to FIG. 5, the different addressings can be implemented with the aid of the two networks 34 and 44 controlled by the microprocessor 28 .

Die vorherige Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung betrifft den Fall, daß die Vorlage mit gleicher Helligkeit aufgezeichnet wird. Soll sie jedoch dunkler oder heller und/oder kontrastreicher oder -ärmer wiedergegeben werden, so ist es vorteilhaft, die abtastseitigen (analogen) Tonwertsignale vor der Weiterverarbeitung zunächst gemäß einer entsprechenden Zuordnungstabelle bzw. Kennlinie umzurechnen. Dann nämlich können wiederum das Aufzeichnungsverfahren mit dem Grauton 128 als Referenzwert durchgeführt und dementsprechend die Datenumwandlungsvorrichtung gemäß den Fig. 5 und 6 verwendet werden. Sämtliche zuvor abgeleiteten und angegebenen Vereinfachungen gelten somit auch für derartig manipulierte Aufzeichnungsbilder.The previous description of the method and the device relates to the case where the original is recorded with the same brightness. However, if it is to be reproduced darker or lighter and / or with higher contrast or lower contrast, it is advantageous to first convert the (analog) tone value signals on the scanning side before further processing in accordance with a corresponding assignment table or characteristic curve. Then, namely, the recording process can again be carried out with the gray tone 128 as a reference value and the data conversion device according to FIGS . 5 and 6 can be used accordingly. All of the simplifications previously derived and specified thus also apply to such manipulated recording images.

Claims (30)

1. Verfahren zum Aufzeichnen von Quasihalbtonbildern, bei dem eine Vorlage auf einem Aufzeichnungsmedium durch einzelne Aufzeichnungselemente (16) mit dem Farbwert "Voll" oder "Null" wiedergegeben wird, die Vorlage in mehrere aus einzelnen Abtastelementen (14) bestehende Abtastfelder (12) aufgeteilt wird und jedes Abtastfeld (12) sukzessive in kleinste Teilfelder (Fb) mit einer vorgegebenen Größe unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes kleinste Teilfeld (Fb) sowie für jedes der übergeordneten Teilfelder, zu denen das betreffende kleinste Teilfeld gehört, aus den Tonwerten der in dem betrachteten Teilfeld liegenden Abtastelemente (14) der Mittelwert bestimmt bzw. abgeschätzt wird und daß jeweils mindestens eines der dem betrachteten Teilfeld zugeordneten Aufzeichnungselemente (16) gedruckt wird, wenn der Mittelwert größer ist als ein vorgegebener Referenztonwert.1. A method for recording quasi-halftone images, in which an original is reproduced on a recording medium by individual recording elements ( 16 ) with the color value "full" or "zero", the original divided into a plurality of individual scanning elements ( 14 ) consisting of scanning fields ( 12 ) and each scanning field ( 12 ) is successively subdivided into the smallest subfields (Fb) with a predetermined size, characterized in that for each smallest subfield (Fb) and for each of the superordinate subfields to which the smallest subfield in question belongs, from the tonal values the mean value of the scanning elements ( 14 ) located in the subfield under consideration is determined or estimated and that at least one of the recording elements ( 16 ) associated with the subfield under consideration is printed if the mean value is greater than a predetermined reference tone value. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der in Abhängigkeit von den Beträgen der Mittelwerte zu druckenden Aufzeichnungselemente (16) innerhalb der Teilfelder gleicher Ordnung in einer Zufallsauswahl bestimmt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the position of the recording elements ( 16 ) to be printed as a function of the amounts of the mean values is determined within the subfields of the same order in a random selection. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der in Abhängigkeit von den Beträgen der Mittelwerte zu druckenden Aufzeichnungselemente (16) in den Teilfeldern verschiedener Ordnung derart bestimmt wird, daß jedes Aufzeichnungselement (16) einmal gedruckt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the position of the recording elements ( 16 ) to be printed as a function of the amounts of the mean values in the subfields of different orders is determined such that each recording element ( 16 ) is printed once. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abzeichnung der Vorlage mit einer Tonwertabstufung, die gröber als diejenige der Vorlage ist, die in Abhängigkeit von den mittleren Tonwerten der Abtastelemente (14) zu druckenden Aufzeichnungselemente (16) nur für solche Teilfelder gedruckt werden, deren Anzahl an Abtast- bzw. Aufzeichnungselementen (14 bzw. 16) größer oder gleich der zur Darstellung der Vorlage mit der gewünschten Tonwertabstufung erforderlichen Anzahl ist.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that for copying the original with a tonal value gradation which is coarser than that of the original, the recording elements ( 16 ) to be printed as a function of the mean tonal values of the scanning elements ( 14 ) ) are only printed for those subfields whose number of scanning or recording elements ( 14 or 16 ) is greater than or equal to the number required to display the original with the desired tonal value gradation. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Abtastfeld (12) sukzessive in jeweils gleichgroße Teilfelder unterteilt wird und daß die Anzahl der Teilfelder, in die jeweils unterteilt wird, gleich ist.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that each scanning field ( 12 ) is successively divided into sub-fields of equal size and that the number of sub-fields into which each is subdivided is the same. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Teilfelder innerhalb des Abtastfeldes (12) regelmäßig ist.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the arrangement of the subfields within the scanning field ( 12 ) is regular. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, 4 n 4 Abtastelemente (14) in einem 2 n Zeilen und 2 n Spalten aufweisenden Abtastfeld (12) zusammengefaßt werden und daß jeweils in zwei Teilfelder niedrigerer Ordnung unterteilt wird. 7. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that 4 n 4 scanning elements ( 14 ) are combined in a 2 n rows and 2 n columns scanning field ( 12 ) and that each is divided into two sub-fields of lower order. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß 4 n 4 Abtastelemente (14) in einem 2 n Zeilen und 2 n Spalten aufweisenden Abtastfeld (12) zusammengefaßt werden und daß in jeweils vier Teilfelder niedrigerer Ordnung unterteilt wird.8. The method according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that 4 n 4 scanning elements ( 14 ) in a 2 n rows and 2 n columns having scanning field ( 12 ) are combined and that each is divided into four sub-fields of lower order . 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der kleinsten Teilfelder dem Verhältnis aus Aufzeichnungs- zu Abtastfeinheit entspricht.9. The method according to one or more of the claims 1 to 8, characterized in that the size the smallest subfields from the ratio Corresponding recording to scanning fineness. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsfeinheit größer als die Abtastfeinheit gewählt wird und daß die Größe der kleinsten Teilfelder (Fb) gleich der Größe zweier Aufzeichnungselemente (16) ist.10. The method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the recording fineness is chosen greater than the scanning fineness and that the size of the smallest subfields (Fb) is equal to the size of two recording elements ( 16 ). 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für diejenigen Teilfelder, die kleiner als oder genauso groß wie ein Abtastelement (14) sind, der Tonwert des Abtastelementes (14), in dem das Teilfeld liegt, als Mittelwert genommen wird.11. The method according to claim 10, characterized in that for those subfields that are smaller than or as large as a scanning element ( 14 ), the tonal value of the scanning element ( 14 ) in which the subfield is located is taken as an average. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast- und die Aufzeichnungselemente (14 bzw. 16) jeweils in einer orthogonalen Matrix angeordnet sind. 12. The method according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the scanning and the recording elements ( 14 and 16 ) are each arranged in an orthogonal matrix. 13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast- und die Aufzeichnungselemente (14 bzw. 16) jeweils hexagonal angeordnet sind.13. The method according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the scanning and the recording elements ( 14 and 16 ) are each arranged hexagonally. 14. Verfahren zum Aufzeichnen von mehrfarbigen Quasihalbtonbildern, die aus mehreren additiven oder subtraktiven Grundfarben zusammengesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Grundfarbe das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 durchgeführt wird und die dabei entstehenden Einfarben-Quasihalbtonbilder überlagert werden.14. Method for recording multicolored quasi-halftone images, which consist of several additives or subtractive basic colors are put together, characterized, that for each primary color the procedure according to one of claims 1 to 13 is carried out and the the resulting single-color quasi-halftone images be overlaid. 15. Verfahren zum Aufzeichnen von dreidimensionalen Quasihalbtonbildern, bei dem eine Vorlage auf einem Aufzeichnungsmedium durch einzelne Aufzeichnungsvolumenelemente mit dem Farbwert "Voll" oder "Null" dreidimensional wiedergegeben wird, die Vorlage in mehrere aus einzelnen Abtastvolumenelementen bestehende Abtastvolumina unterteilt und jedes Abtastvolumen sukzessive in kleinste Teilvolumina mit einem vorgegebenen Volumen unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes kleinste Teilvolumen sowie für jedes der übergeordneten Teilvolumina, zu denen das betreffende kleinste Teilvolumen gehört, aus den Tonwerten der in dem betrachteten Teilvolumen liegenden Abtastvolumenelemente der Mittelwert bestimmt bzw. abgeschätzt wird und daß jeweils mindestens eines der Aufzeichnungsvolumenelemente, die dem gerade betrachteten Teilvolumen zugeordnet sind, mit dem Farbwert "Voll" wiedergegeben wird, wenn der Mittelwert größer ist als ein vorgegebener Referenzwert.15. Method of recording three-dimensional Quasi halftone images, with a template on a recording medium by individual recording volume elements with the color value "full" or "zero" is rendered three-dimensionally, the template into several of individual sample volume elements existing sample volumes divided and each sample volume successively into smallest partial volumes with a given Volume is divided characterized, that for every smallest partial volume as well as for each of the parent sub-volumes to which the smallest sub-volume in question belongs from the tonal values of those in the sub-volume under consideration lying sample volume elements the mean is determined or estimated and that in each case at least one of the recording volume elements, assigned to the sub-volume under consideration are reproduced with the color value "full"  if the mean is greater than a predetermined reference value. 16. Vorrichtung zur Umwandlung von Bildpunkt- Tonwerten, mit einer Verarbeitungseinheit, die die Tonwerte einer in mehrere Abtastfelder (12) unterteilten Vorlage in Aufzeichnungsbildpunktdaten umrechnet, die entweder den Farbwert "Voll" oder "Null" entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinheit aufweist:
ein Eingangsumschaltnetzwerk (34), das die Bildpunkt-Tonwertdaten erhält und sie einer Unterteilung der Abtastfelder (12) der Vorlage in Teilfelder entsprechend zu Bildpunkt-Tonwertdatenblöcke zusammenfaßt,
einen mit dem Eingangsumschaltnetzwerk (34) verbundenen Arithmetik-Prozessor (40), der für jeden Block ein Ausgangssignal ausgibt, wenn der mittlere Tonwert des Blocks größer ist als ein vorgegebener Referenzwert, und
ein mit dem Ausgang des Arithmetik- Prozessors (40) verbundenes Ausgangsumschaltnetzwerk (44), das in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Arithmetik-Prozessors (40) die Aufzeichnungsbildpunktdaten bzw. die Verteilungen der dem Farbwert "Voll" und dem Farbwert "Null" entsprechenden Aufzeichnungsbildpunktdaten erstellt.
16. Device for converting dot-tone values, with a processing unit which converts the tonal values of a template divided into a plurality of scanning fields ( 12 ) into recording pixel data which correspond to either the color value "full" or "zero", characterized in that the processing unit :
an input switching network ( 34 ) which receives the pixel-tone value data and combines them into sub-fields according to pixel-tone value data blocks by dividing the scanning fields ( 12 ) of the original,
an arithmetic processor ( 40 ) connected to the input switching network ( 34 ), which outputs an output signal for each block when the average tone value of the block is greater than a predetermined reference value, and
an output switching network ( 44 ) connected to the output of the arithmetic processor ( 40 ), which, depending on the output signals of the arithmetic processor ( 40 ), records the recording pixel data or the distributions of the recording pixel data corresponding to the color value "full" and the color value "zero" created.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Arithmetik-Prozessor (40) ein mehrstufiges Netzwerk aus zusammengeschalteten Addierern (54) mit Übertragausgang (60) aufweist, wobei in der untersten Stufe (b) soviele Addierer (54) wie kleinste Datenblöcke vorgesehen sind und jeder Addierer (54) der untersten Stufe (b) die Tonwertdaten der zu einem kleinsten Datenblock gehörenden Bildpunkt addiert, und daß die Ausgänge (58) der Addierer (54) einer Stufe mit den Eingängen (56) der Addierer (54) der nächsthöheren Stufe verbunden sind und die Übertragausgänge (60) der Addierer (54) jeder Stufe die Ausgänge des Arithmetik-Prozessors (40) sind.17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the arithmetic processor ( 40 ) has a multi-level network of interconnected adders ( 54 ) with carry output ( 60 ), in the lowest stage (b) as many adders ( 54 ) as the smallest data blocks are provided and each adder ( 54 ) of the lowest level (b) adds the tonal value data of the pixels belonging to a smallest data block, and that the outputs ( 58 ) of the adders ( 54 ) of a level with the inputs ( 56 ) of the adders ( 54 ) are connected to the next higher level and the carry outputs ( 60 ) of the adders ( 54 ) of each level are the outputs of the arithmetic processor ( 40 ). 18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (28) vorgesehen ist, die das Eingangsumschaltnetzwerk (34) derart steuert, daß die Eingänge für die Bildpunkt-Tonwertdaten entsprechend der Unterteilung in Datenblöcke mit den Ausgängen verbunden sind, und daß die Steuereinheit (28) das Ausgangsumschaltnetzwerk (44) derart steuert, daß die Eingänge jeweils mit denjenigen Ausgängen verbunden sind, an denen die Daten für die Aufzeichnungsbildpunkte mit dem Farbwert "Voll" anliegen.18. The apparatus according to claim 16 or 17, characterized in that a control unit ( 28 ) is provided which controls the input switching network ( 34 ) such that the inputs for the pixel tone value data are connected to the outputs in accordance with the division into data blocks, and that the control unit ( 28 ) controls the output switching network ( 44 ) such that the inputs are each connected to those outputs at which the data for the recording pixels with the color value "full" are present. 19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Art der Zusammenfassung der Bildpunkt- Tonwertdaten zu Datenblöcken und die Art der Verteilung der Aufzeichnungsbildpunkte in einem mit der Steuereinheit (28) verbundenen Speicher (30) gespeichert sind. 19. The device according to one or more of claims 16 to 18, characterized in that the type of combination of the pixel tone data into data blocks and the type of distribution of the recording pixels are stored in a memory ( 30 ) connected to the control unit ( 28 ). 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Speicher (30) mehrere verschiedene Zusammenfassungs- und Verteilungsmuster gespeichert sind.20. The apparatus according to claim 19, characterized in that in the memory ( 30 ) a plurality of different summarization and distribution patterns are stored. 21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Steuereinheit (28) gesteuerter Dateneingangsspeicher (24), in dem die Bildpunkt- Tonwertdaten der Vorlage zwischengespeichert sind und der dem Eingangsumschaltnetzwerk die Tonwertdaten Abtastfeld für Abtastfeld zuführt, und ein von der Steuereinheit (28) gesteuerter Datenausgangsspeicher (48) vorgesehen sind, in dem die pro Abtastfeld von dem Ausgangsumschaltnetzwerk (44) ausgegebenen Aufzeichnungsbildpunktdaten gespeichert werden.21. The device according to one or more of claims 16 to 20, characterized in that a data input memory ( 24 ) controlled by the control unit ( 28 ), in which the pixel tone value data of the template are temporarily stored and which supplies the tone switching data to the input switching network scanning field by scanning field , and a data output memory ( 48 ) controlled by the control unit ( 28 ) are provided, in which the recording pixel data output by the output switching network ( 44 ) per scanning field are stored. 22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingängen des Eingangsumschaltnetzwerks (34) jeweils die Bildpunkt-Tonwertdaten eines Abtastfeldes (12), das in einer Matrix mit 2 n Zeilen und 2 n Spalten angeordnete Bildpunkte umfaßt, anliegen, wobei n eine natürliche Zahl ist und die Tonwerte der Bildpunkte als binäre Zahl mit 2n Stellen vorliegen, und daß die Addierer (54) des Arithmetik-Prozessors (40) Digitaladdierer zum Addieren von 2n-stelligen binären Zahlen sind. 22. The device according to one or more of claims 16 to 21, characterized in that at the inputs of the input switching network ( 34 ) in each case the pixel tone value data of a scanning field ( 12 ), the pixels arranged in a matrix with 2 n rows and 2 n columns , n is a natural number and the tonal values of the pixels are present as a binary number with 2 n digits, and that the adders ( 54 ) of the arithmetic processor ( 40 ) are digital adders for adding 2 n -digit binary numbers. 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Übertragausgänge (60) jedes Addierers (54) der Anzahl der Bildpunkt-Tonwertdaten pro kleinstem Datenblock bzw. der Anzahl der zu einem übergeordneten Datenblock gehörenden untergeordneten Datenblöcke entspricht.23. The apparatus according to claim 22, characterized in that the number of carry outputs ( 60 ) of each adder ( 54 ) corresponds to the number of pixel dot data per smallest data block or the number of subordinate data blocks belonging to a higher-level data block. 24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Aufzeichnungsfeinheit größer als die Abtastfeinheit ist, die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors (40) für die Bildpunkt-Tonwertdaten mit den Eingängen (56) der Addierer (54) höherer Stufen verbindbar sind, wobei zusätzlich die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors (40) für die höchstwertigen Bits der Bildpunkt-Tonwertdaten mit den Ausgängen des Arithmetik-Prozessors (40) verbindbar sind.24. The apparatus of claim 22 or 23, characterized in that when the recording fineness is greater than the scanning fineness, the input lines of the arithmetic processor ( 40 ) for the pixel tone data with the inputs ( 56 ) of the adders ( 54 ) of higher levels can be connected, the input lines of the arithmetic processor ( 40 ) for the most significant bits of the pixel tone data being additionally connectable to the outputs of the arithmetic processor ( 40 ). 25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer -mal größeren Aufzeichnungsfeinheit als Abtasteinheit die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors (40) für die Bildpunkt-Tonwertdaten mit den Eingängen (56) der Addierer (54) der zweiten Stufe (c) und zusätzlich die Eingangsleitung des Arithmetik- Prozessors (40) für das jeweils höchstwertige Bit der Bildpunkt-Tonwertdaten mit den Ausgängen des Arithmetik-Prozessors (40) verbindbar sind. 25. The apparatus according to claim 24, characterized in that with a-times greater recording fineness as a scanning unit, the input lines of the arithmetic processor ( 40 ) for the pixel tone data with the inputs ( 56 ) of the adders ( 54 ) of the second stage (c) and in addition the input line of the arithmetic processor ( 40 ) for the most significant bit of the pixel tone value data can be connected to the outputs of the arithmetic processor ( 40 ). 26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer 2mal größeren Aufzeichnungsfeinheit als Abtastfeinheit die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors (40) für die Bildpunkt-Tonwertdaten mit den Eingängen (56) der Addierer (54) der dritten Stufe (c) und die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors (40) für die jeweils höchstwertigen Bits mit den Ausgängen des Arithmetik-Prozessors (40) für die kleinsten Datenblöcke und die Eingangsleitungen des Arithmetik-Prozessors (40) für die jeweils zweithöchstwertigen Bits mit den Ausgängen des Arithmetik-Prozessors (40) für die den kleinsten Datenblöcken übergeordneten Datenblöcke verbindbar sind.26. The apparatus according to claim 24, characterized in that with a 2 times greater recording fineness as the scanning fineness, the input lines of the arithmetic processor ( 40 ) for the pixel tone data with the inputs ( 56 ) of the adders ( 54 ) of the third stage (c) and the input lines of the arithmetic processor ( 40 ) for the most significant bits with the outputs of the arithmetic processor ( 40 ) for the smallest data blocks and the input lines of the arithmetic processor ( 40 ) for the second most significant bits with the outputs of the arithmetic processor ( 40 ) for which data blocks superordinate to the smallest data blocks can be connected. 27. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Aufzeichnungsfeinheit größer als oder genauso groß wie die Abtastfeinheit ist, die kleinsten Datenblöcke jeweils zwei Tonwertdaten umfassen.27. The device according to one or more of the claims 16 to 23, characterized in that, if the recording fineness is greater than or is the same size as the scanning fineness that smallest data blocks each two tone value data include. 28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (28) das Eingangsumschaltnetzwerk (34) derart ansteuert, daß jeder Eingang für ein Tonwertdatensignal mit einer dem Verhältnis aus Aufzeichnungs- zu Abtastfeinheit entsprechenden Anzahl von Ausgängen verbunden ist. 28. The apparatus according to claim 27, characterized in that the control unit ( 28 ) controls the input switching network ( 34 ) such that each input for a tone data signal is connected to a number of outputs corresponding to the ratio of recording to scanning fineness. 29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verhältnis von ein Eingang für ein Tonwertdatensignal mit zwei Ausgängen verbunden ist.29. The device according to claim 28, characterized in that at a ratio of one Input for a tone value data signal with two outputs connected is. 30. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Verhältnis von 2 ein Eingang für ein Tonwertdatensignal mit vier Ausgängen verbunden ist.30. The device according to claim 28, characterized in that at a ratio of 2 a Input for a tone value data signal with four outputs connected is.
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